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Administración de operaciones y mantenimiento

Colección

A.

Argelio Antonio Hidalgo Avila Grether Lucía Real Pérez Yolanda Eugenia Llosas Albuerne


Este libro ha sido evaluado bajo el sistema de pares académicos y mediante la modalidad de doble ciego.

Administración de operaciones y mantenimiento © Argelio Antonio Hidalgo Avila © Grether Lucía Real Pérez © Yolanda Eugenia Llosas Albuerne Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí (ULEAM) Ciudadela universitaria vía circunvalación (Manta) www.uleam.edu.ec Departamento de Edición y Publicación Universitaria (DEPU) Editorial Mar Abierto Telef. 2 623 026 Ext. 255 www.marabierto.uleam.edu.ec www.depu.uleam.blogspot.com www.editorialmarabierto.blogspot.com Cuidado de edición: Alexis Cuzme Diseño de portada: José Márquez ISBN: 978-9942-959-69-0 Primera edición: febrero de 2017 Manta, Manabí, Ecuador.

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A nuestra familia, fuente de nuestra energĂ­a y devociĂłn por la vida, a ti querid@ lector@ esta obra.

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INDICE

PRÓLOGO ............................................................................................................................................ 11 CAPÍTULO I. LAS OPERACIONES EN LA EMPRESA .................................................................................... 12 1.1.

LA EMPRESA COMO SISTEMA ................................................................................................................................ 13

1.2.

LAS OPERACIONES EN LA EMPRESA ..................................................................................................................... 16

1.2.1. Elementos fundamentales de la Administración de Operaciones .................................................. 17 1.3.

ENFOQUES DE PROCESO Y PRODUCTIVIDAD EN LAS OPERACIONES RELACIONADAS CON LA PRODUCCIÓN. 18

1.4.1. Beneficios de implementar un sistema de gestión por procesos ..................................................... 18 1.4.2. Puesto de Trabajo. Clasificación de los Puestos de Trabajo ............................................................. 26 1.4.3. La productividad ............................................................................................................................................... 29 1.4.4. El control de procesos ...................................................................................................................................... 31 1.5.

LA PREVISIÓN COMO ESTRATEGIA DE LAS DECISIONES .................................................................................... 33

1.5.1. Horizontes temporales de la previsión ..................................................................................................... 34 1.5.2. Técnicas para realizar los pronósticos: Métodos cualitativos y cuantitativos. ........................ 34 1.6.

HERRAMIENTAS GERENCIALES QUE MEJORAN LAS OPERACIONES ................................................................. 41

1.6.1. La Moderna Gestión de Personas. Herramienta de mejora empresarial ....................... 41 1.6.2. Estudio del trabajo para la mejora empresarial .................................................................................. 42 1.6.3. Los regímenes de trabajo y descanso ........................................................................................................ 46 CAPÍTULO 2. LA GESTIÓN DEL MANTENIMIENTO .................................................................................... 50 2.1. MANTENIMIENTO BASADO EN EFICIENCIA .................................................................................................................. 52 2.2. EL MANTENIMIENTO Y LA CALIDAD.............................................................................................................................. 53 2.3. EVOLUCIÓN DEL MANTENIMIENTO A NIVEL MUNDIAL .............................................................................................. 55 2.4. BENEFICIOS DE LA APLICACIÓN DEL CBM A PARTIR DEL DESARROLLO DE LAS TÉCNICAS DE DIAGNÓSTICO ... 57 2.5. MÉTODOS BASADOS EN CRITERIOS ESTADÍSTICOS ..................................................................................................... 61 2.6. BENEFICIOS DE LA APLICACIÓN DEL RCM .................................................................................................... 72 2.7. ACTIVIDADES DE UN ANÁLISIS DE FALLAS.................................................................................................................. 75 2.8. LA APLICACIÓN DE LA INGENIERÍA DE MANTENIMIENTO.......................................................................................... 76 2.9. EL EMPLEO DE LA INFORMATIZACIÓN EN EL MANTENIMIENTO MODERNO............................................................ 78 2.9.1. Gestión moderna del mantenimiento ........................................................................................................ 80 2.9.2. Sistema de gestión de mantenimiento productivo integral .............................................................. 81 REFERENCAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................................................................... 86

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ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1.La empresa como sistema abierto y sustentable .................................................14 Figura 2. Funciones de la Administración ................................................................................15 Figura 3. CIclo PDCA .........................................................................................................................32 Figura 4. Términos que Enmarcan el Concepto de Calidad ...............................................54 Figura 5. Evolución de las técnicas de Mantenimiento .......................................................55 Figura 6. Red neuronal artificial ..................................................................................................63 Figura 7. Esquema de un clasificador con redes neuronales ............................................65 Figura 8. Esquema general de un sistema de detección y aislamiento de fallo (FDI) ...................................................................................................................................................................67 Figura 9. Esquema del sistema de detección de fallos a partir de los residuos. ....................... 67

Figura 10. Salida del software. ......................................................................................................72 Figura 11. Tipos de curvas para diferentes procesos ..........................................................75 Figura 12. Análisis estadístico de las fallas ..............................................................................75 Figura 13. Sistemas informativo automatizado de un proceso........................................79

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ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Decisiones estratégicas y tácticas en las decisiones claves de las operaciones ..........................................................................................................................................17 Tabla 2. Rasgos de cada tipo de producción............................................................................25 Tabla 3. Características y aplicación de los diferentes horizontes de previsión .......34 Tabla 4. Descripción de los componentes de las series de tiempo .................................39 Tabla 5. Ventajas y desventajas del empleo de los diferentes tipos de mantenimiento....................................................................................................................................56 Tabla 6. Determinación del índice de importancia ...............................................................76 Tabla 7. Costo de los mantenimientos .......................................................................................78

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Prólogo El desarrollo de la actividad empresarial considera que la empresa se subdivida en diferentes subsistemas, de acuerdo a las funciones que se realizan dentro la misma, que ocurren de manera coordinada, estrechamente interrelacionadas en la búsqueda de una sinergia positiva. Las mayorías de las actividades empresariales pueden agruparse en tres grandes subsistemas: mercadotecnia, finanzas y operaciones. Hoy en día la evolución del entorno afecta de manera directa el desempeño de las empresas a nivel global, las operaciones se han internacionalizado haciendo que la cadena de valor se diversifique dentro de un mismo territorio como a nivel internacional. En este sentido, las empresas necesitan un sistema de dirección encargado de dirigirlo y adaptado a las nuevas características de las empresas y del entorno. Este sistema es la Dirección de Operaciones, que forma parte del proceso de toma de decisiones empresariales. Tradicionalmente la Dirección de Operaciones utiliza diferentes instrumentos que proporcionan ayuda en el proceso de toma de decisiones como son la Programación Lineal, por Objetivos, la Teoría de los inventarios, el análisis de punto de equilibrio, análisis de la previsión, entre otros, algunos de los cuales son abordados en este libro. Sin embargo con esta obra traemos la necesidad de considerar en el actual mundo globalizado al hombre con centro de las operaciones en la empresa, que culmina en primer capítulo del libro con una visión de la gestión moderna de las personas en busca de la mejora empresarial. El segundo capítulo del libro plantea un acercamiento a la gestión moderna del mantenimiento basado en la confiabilidad (RCM). Esperamos poder contribuir a la actualización e introducción de temas necesarios para la correcta gestión empresarial. Los Autores

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CAPÍTULO I.

LAS OPERACIONES EN LA EMPRESA

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Donde hay una empresa de éxito, alguien tomó alguna vez una decisión valiosa. Peter Drucker

1.1.

La empresa como sistema

En la actualidad la empresa se enfrenta a los grandes desafíos del siglo XXI, el auge empresarial e industrial experimentado en el pasado siglo XX, el impacto del ser humano sobre la tierra, desencadenaron problemas como el calentamiento global, el daño a la atmosfera, la capa de ozono, alterando la biosfera del planeta. El desarrollo basado en el uso de los recursos naturales renovables y no renovables es no-sustentable e insostenible, ello se evidencia en la desaparición de los bosques primarios, la erosión, salinización y desertificación, el daño a la biodiversidad eje fundamental del proceso evolutivo en la tierra. Hoy la empresa se considera como un sistema sustentable que ha de promover el desarrollo de nuevos patrones de producción, que considere el impacto al medio ambiente, promueva el desarrollo de procesos industriales ecológicos que reduzcan el flujo de materiales y de energías no renovables, potenciando el consumo de energía limpia, donde se reconviertan permanentemente los residuos en recursos reutilizables, inmerso en un proceso continuo, tal cual ocurre en el desarrollo sustentable de la biosfera, que cierra el ciclo de materiales a través del consumo de la energía solar.

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Figura 1. La empresa como sistema abierto y sustentable

La empresa es considerada un sistema abierto ya que interactúa con su entorno específico, de acuerdo a las condiciones socioeconómicas que predominan en el mismo, y la caracterizan tres elementos fundamentales: las metas, las personas y la estructura. Esta relación que se crea entre estos tres elementos es compleja, las metas reflejan las aspiraciones de sus miembros, y es la esencia de las estrategias empresariales; las personas hacen realidad las metas, cumplen los objetivos, y generan cambios voluntariamente; la estructura tiene que ver con los recursos materiales, instalaciones, organigrama y la tecnología. Las mayorías de las actividades empresariales pueden agruparse en tres grandes subsistemas: mercadotecnia, finanzas y operaciones. El desarrollo de la actividad empresarial considera que la empresa se subdivida en diferentes subsistemas, de acuerdo a las funciones que se realizan dentro la misma, que ocurren de manera coordinada, estrechamente interrelacionadas en la búsqueda de una sinergia positiva.

Administración en la empresa La administración es un proceso inherente a cualquier empresa, su función general es la de integrar, coordinar las diferentes actividades que se desarrollan en la 14


misma, y tomar decisiones que permitan el uso óptimo de los recursos disponibles, para el logro de las metas propuestas. La toma de decisiones es la actividad fundamental que desempeñan los administradores, que en la actualidad se enfrentan a los retos que imponen la globalización, el desarrollo de las nuevas tecnologías, y los constantes cambios del mercado, con la creciente influencia del entorno. El proceso de administrativo tiene cuatro funciones fundamentales: planificar, organizar, liderar y controlar, las cuales son interdependientes y que influyen de manera directa en toda la empresa con el objetivo de alcanzar las metas propuestas. Planificar Definir metas, estrategias y desarrollar planes de acción para coordinar actividades

Controlar Monitorear continuamente las actividades para garantizar lo planeado, y corregir de ser necesario

Organizar

Alcanzar la meta expresada por la organización

Orden interno donde se determina lo que se necesita hacer, cómo se hará y quién lo va hacer

Liderar Dirigir Dirigir y coordinar las actividades de cada uno de los miembros de una organización

Figura 2. Funciones de la Administración

Como vemos la administración persigue mejorar la situación presente y futura, mediante el uso adecuado de los recursos disponibles, fortalecer los logros alcanzados sobre la base de la eficiencia y desarrollar nuevas estratégicas que faciliten la innovación, la adaptación a los rápidos cambios que se dan en el entorno, tanto interno como externo, donde se creen verdaderas ventajas

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competitivas. Estamos ante una combinación de propósitos que se aplica a todo tipo de empresas. La empresa interactúa con el entorno en el que se encuentra; pero al volverse más complejo, más dinámico y más incierto, las empresas son más vulnerables y a la vez el entorno ofrece mayores oportunidades de que se desarrollen satisfactoriamente. El entorno turbulento y cambiante exige de una actitud estratégica activa que le posibilite a la empresa adaptarse a las nuevas condiciones. En las condiciones actuales la eficiencia es una condición necesaria, pero no suficiente para alcanzar los objetivos. La experiencia directiva muestra que el éxito y la supervivencia a largo plazo de la empresa depende más de su capacidad para adaptarse a las nuevas condiciones del entorno, que de su eficiencia. Existen sobrados ejemplos de cómo empresas eficientes fracasaron por no atender a las tendencias de su entorno.

1.2.

Las operaciones en la empresa

Como se ha visto anteriormente, la empresa es un sistema integrado que tiene en su centro las operaciones que les permiten cumplir con su propósito. El propósito de toda organización es lograr identificar y satisfacer las necesidades y expectativas de sus clientes que le permita lograr ventajas competitivas de una manera eficiente y eficaz. Las operaciones son el proceso de creación de productos (bienes y/o servicios) a partir de unos factores. En este proceso se crea valor ya que los productos (outputs) tienen una mayor utilidad que los factores (inputs). Producción: Bienes Operaciones: Bienes + Servicios

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1.2.1. Elementos fundamentales de la Administración de Operaciones Son tres los elementos fundamentales de la Administración de Operaciones. Ellos son: 

Función: tanto en compañías de manufactura como de servicios existe un departamento encargado de la administración de las áreas o funciones organizacionales que producen bienes y servicios llamados Departamento de Manufactura y Departamento de Operaciones respectivamente.

Sistema: el área de operaciones constituye un sistema de transformación que produce bienes y servicios. El enfoque de sistema de operaciones proporciona información para el diseño y administración de los sistemas productivos, así como para definir las operaciones de servicios y manufacturas.

Decisiones: son los elementos a considerar diariamente en las operaciones en empresas de producción o servicios. Ellos están relacionados con: los procesos, la capacidad, los inventarios, la fuerza de trabajo y la calidad. Estas decisiones pueden ser estratégicas o tácticas.

En la tabla se presentan cuales decisiones se corresponden a cada una.

Tabla 1. Decisiones estratégicas y tácticas en las decisiones claves de las operaciones

Decisiones Proceso Capacidad Inventarios Fuerza de Trabajo

Decisiones estratégicas (estratégicas) - Selección del equipo - Selección de la tecnología - Distribución en planta - Tamaño de las instalaciones - Ubicación de planta - Niveles de la Fuerza de Trabajo - Nivel de inventarios - Control de inventarios - Conservación del inventario - Diseño de puestos - Selección, contratación y formación - Establecer estándares de calidad

Calidad

Decisiones de uso (tácticas) - Análisis del flujo - Mantenimiento del equipo - Programación - Decisiones sobre subcontratas, turnos ... - Decisiones sobre cuánto y cuándo ordenar - Supervisión - Establecer estándares de trabajo - Cantidad de inspecciones - Control de calidad

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1.3.

Enfoques de proceso y productividad en las operaciones relacionadas

con la producción. La gestión por procesos se define por la forma de organizar y gestionar los diferentes procesos empresariales que están interrelacionados, en la consecución de las diferentes actividades que crean valor para todas las partes interesadas. Se introduce la gestión horizontal que sustituye la administración basada en funciones, gestionadas verticalmente; que permite el mejor desempeño y gestión de la calidad, optimizando la utilización de los recursos que intervienen en todo el proceso de creación de valor, orientado hacia el cumplimiento de las metas de la organización. La Gestión por Procesos constituye la actividad sistemática del colectivo laboral dirigida a garantizar un conjunto de medidas, métodos y procedimientos que aseguren la más racional y armónica conjugación cualitativa y cuantitativa de los elementos del sistema productivo en tiempo y espacio a lo largo de todo el proceso de producción satisfaciendo al máximo las exigencias del cliente con una elevada eficiencia, efectividad y competitividad. Los procesos modifican la estructura organizacional de una empresa, van más allá de las funciones, facilitan la cooperación, la gestión orientada a la obtención y consecución de los resultados, y metas organizacionales propuestas (Medina León, Nogueira Rivera, & Hernández Nariño, 2015).

1.4.1. Beneficios de implementar un sistema de gestión por procesos La gestión por procesos es la base del sistema internacional de normalización ISO, y de los diferentes modelos de gestión de calidad, como el Modelo EFQM de Excelencia. Su utilización permite a las organizaciones identificar los diferentes indicadores

que

garanticen

el

cumplimiento

de

todas

las

actividades

estrechamente interrelacionadas y orientadas al cliente, el cumplimiento de los objetivos propuestos, garantizando la estabilidad y permanencia de la empresa en el mercado, que propone un entorno cada vez más globalizado y competitivo.

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El propósito del enfoque basado en procesos es mejorar la eficacia y eficiencia de la organización para lograr los objetivos definidos (Organización Internacional para la Estandarización (ISO), 2003), (Garrido & Hunt, 2015).

Beneficios del enfoque basado en procesos: 

Integra y alinea los procesos para permitir el logro de los resultados planificados.

Capacidad para centrar los esfuerzos en la eficacia y eficiencia de los procesos.

Proporciona confianza a los clientes y otras partes interesadas, respecto al desempeño coherente de la organización.

Transparencia de las operaciones dentro de la organización.

Reduce costos y tiempos de ciclo a través del uso eficaz de los recursos.

Mejores resultados, coherentes y predecibles.

Proporciona oportunidades para enfocar y priorizar las iniciativas de mejora.

Estimula la participación del personal y la clarificación de sus responsabilidades. (Organización Internacional para la Estandarización (ISO), 2003)

La gestión por procesos se caracteriza por varios factores que resultan beneficiosos para el logro de las metas organizacionales, dentro de las más importantes tenemos que: garantiza se preste mayor atención a las actividades que generan valor agregado dentro de la organización, permitiendo identificar los elementos de entra y salida que intervienen en un proceso; identificar las variabilidades y establecer indicadores de control que minimicen las diferencias del producto o servicio; la repetitividad de los procesos que permite el control, evaluación y mejora continua; el incremento de la productividad.

Beneficios internos Los procesos internos que se desarrollan en las organizaciones contribuyen directamente a la cadena de valor como se ha planteado anteriormente, por lo que 19


resulta un factor clave para alcanzar el máximo nivel de eficiencia y eficacia en todos los procesos de innovación, operación y realización de los productos y servicios ofrecidos al mercado. En este sentido se plantean algunos beneficios internos para las organizaciones: Aparece la innovación como una meta permanente en las organizaciones que como proceso, promueve la creatividad dentro de la empresa, desarrollando su competitividad, para una mejor adaptabilidad al entorno y aprovechamiento de nuevas oportunidades. Además se establecen políticas claras de investigación y desarrollo; que conllevan al desarrollo de nuevos productos y a lograr una diferenciación respecto a los competidores. Desde el punto de vista operativo, los procesos se enfocan hacia la gestión de la calidad total, en todas las actividades que intervienen en la creación de valor, optimizando los ciclos de trasformación, los costos, rendimientos, incrementando por consecuencia la productividad empresarial. De igual manera, se añaden estrategias de crecimiento sostenible y sustentable, relacionados con el impacto medioambiental. Se establecen indicadores y estrategias de comercialización para la atención al cliente final, cada vez más exigente e informado, permitiendo la rápida adaptabilidad a nuevas condiciones y tendencias del mercado. Se destaca el servicio postventa, elemento importante en la fidelización del cliente, elemento esencial para la subsistencia de la organización. El impacto de las nuevas tecnologías, el correcto manejo del flujo de la información, la utilización de Internet, establecen un proceso tecnológico dentro de la organización, orientado a fortalecer y retroalimentar el resto de los procesos, con un acceso rápido a la información, detectando las necesidades de la misma. Desde el punto de vista de los recursos humanos se potencia la formación, capacitación, la polivalencia y la especialización, con el consecuente aumento de la eficiencia, eficacia que deriva en un incremento de la productividad.

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Beneficios Externos Para las organizaciones la aplicación de la gestión por proceso desde el punto de vista externo concede una serie de beneficios, en primer lugar permite un diagnóstico estratégico y pronóstico de los resultados, la penetración del mercado de manera más eficiente, que le garantice una cuota de mercado y a su vez la realización, existencia de la misma. Los procesos permiten la agrupación de varias funciones que persigan los mismos objetivos, asegurando la rápida adaptabilidad de la empresa ante los cambios externos. El manejo de la información a través del uso de las nuevas tecnologías, facilita la innovación y la gestión de conocimiento, visualizando los riegos y oportunidades de todos los factores como: culturales, geográficos, tecnológicos, económicos y político legales, en un ambiente de cambio permanente.

1.4.5. Clasificación de los Procesos de Producción o Servicio Los procesos de producción o servicio se clasifican atendiendo a: 

Los medios de producción empleados y el grado de participación de los trabajadores.

El grado de masividad.

El grado de continuidad.

1.

Según los medios de producción empleados y el grado de participación de

los trabajadores. Según los medios de producción empleados y la participación de los trabajadores, los procesos de producción o servicio se clasifican en: 

Manuales.

Mecánico-manuales.

Mecánicos.

Automatizados.

Por aparatos.

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a) Procesos Manuales Los procesos manuales son aquellos que realizan a mano o con ayuda de instrumentos de trabajo, donde la energía para su movimiento es aportada por el hombre. Los procesos manuales se caracterizan porque tanto en el tiempo principal como en el auxiliar y en el de servicio, el trabajo lo realiza directamente el hombre. Ejemplo del mismo lo encontramos en el proceso de escogida de tabaco, el corte de caña manual, el torcido de tabaco a mano, la atención a usuarios en un restaurante, etc. b) Procesos Mecánico – Manuales Los procesos mecánico-manuales son aquellos realizados con ayuda de máquinas o mecanismos, los que funcionan con energía ajena a la del hombre (ya sea calórica, eléctrica u otra), pero donde el papel de este, por el peso específico de su actividad manual es tan determinante que la productividad depende fundamentalmente del trabajador, pues él mismo guía manualmente la transformación del objeto de trabajo. En este tipo de proceso parte del tiempo principal es realizado por el hombre y parte por la máquina. Como ejemplos pudieran citarse el proceso de confecciones textiles, el de aserrado de madera con una sierra, la fabricación de calzado, etc. c) Procesos Mecanizados Los procesos mecanizados son aquellos en los que el trabajo principal se realiza con máquinas dirigidas por el hombre y el trabajo auxiliar y de servicio se realiza manualmente o con ayuda de mecanismos. Como ejemplo pueden citarse el corte de caña con combinadas, la fabricación de piezas en tornos, fresas, etc. d) Procesos Automatizados Los procesos automatizados son aquellos en los que el trabajo principal y el trabajo auxiliar están totalmente mecanizados y las funciones de dirección y control del proceso las realiza el hombre solo o con ayuda de mecanismos. 22


Es necesario resaltar que por automatización se entiende la utilización de dispositivos, máquinas y mecanismos que garanticen la realización del proceso bajo el control del hombre, pero sin su participación directa en la elaboración del producto. La automatización puede ser parcial y completa. Es parcial cuando una parte de las funciones de dirección y control se realiza automáticamente y la otra la realiza directamente el hombre. Es completa cuando todas las funciones de dirección y control las realizan los mecanismos y el hombre solamente observa, comprueba y regula su funcionamiento. e) Procesos por Aparatos Son aquellos que se realizan en instalaciones especiales donde el objeto de trabajo es transformado mediante energía calórica, eléctrica, química, etc. En este tipo de proceso las acciones del hombre están dirigidas a la observación y regulación de la marcha del mismo. Ejemplos de este tipo de proceso se encuentran en la fundición de hierro colado en los hornos de cubilote, la concentración del guarapo en los evaporadores, la destilación del petróleo, etc.

2.

Según el grado de masividad

Según el grado de masividad, es decir, según la variedad del surtido y su volumen, los procesos de producción pueden clasificarse en: 

Individual.

En serie.

En masa.

a) Producción Individual La producción individual se caracteriza por la elaboración de un amplio surtido y nomenclatura y el cumplimiento en cada puesto de operaciones diferentes, las cuales cambian después que se elabora cada unidad. Como ejemplo puede señalarse la producción individual de piezas de repuesto en la mecánica. 23


b) Producción en Serie La producción en serie se caracteriza por la producción ininterrumpida de distintos tipos de productos que se repiten periódicamente. La producción en serie puede ser en series grandes, medianas o pequeñas. Si la unidad productora no tiene un amplio surtido y como consecuencia de ello la cantidad de productos que se elabora en cada serie es grande, entonces la producción se denomina producción en gran serie. Si por el contrario la unidad tiene un amplio surtido y la cantidad de productos que se elabora en cada serie es reducida, entonces la producción es en pequeñas series. Los casos intermedios entre estos dos extremos son los que corresponden a la producción en medianas series. La producción en grandes series se asemeja a la producción en masa, mientras que la producción en pequeñas series se asemeja a la producción individual. Como ejemplo de la producción en series tenemos la de piezas de repuesto en la industria mecánica, que puede ser en pequeñas y medianas series y excepcionalmente, en grandes series. c) Producción en Masa La producción en masa se caracteriza por la elaboración permanente de productos de surtidos y nomenclatura limitados y, en general, el cumplimiento de una sola operación en cada puesto de trabajo, que se repite invariablemente. En los procesos en masa los puestos de trabajo están unidos entre sí por la elaboración de un mismo producto. Como ejemplos pueden citarse la fabricación de azúcar, la fabricación de fertilizantes nitrogenados granulados, la destilación del petróleo, etc. Los principales rasgos distintivos de cada uno de estos tres tipos de producción con relación a variables fundamentales de la producción se resumen a continuación.

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Tabla 2. Rasgos de cada tipo de producción

VARIABLES

PRODUCCIÓN INDIVIDUAL Variedad de Gran variedad de Productos productos, producidos alternativamente, o simultáneamente Materias primas y Muy diversos en materiales correspondencia con los productos Operaciones en la Las operaciones varían fabricación según el producto a producir Máquinas y herramientas

De propósito general con herramientas universales

Calificación de los Alta calificación con obreros gran experiencia en trabajos diversos

Costo de producción

3.

Bajos costos de preparación; altos costos de fabricación. Bajos costos fijos en relación con altos costos variables.

PRODUCCIÓN EN SERIE Variedad limitada de productos, producida en lotes en ciertos períodos

PRODUCCIÓN EN MASA Pocos productos, producidos en lotes o continuamente

Menor variedad

Aún menor variedad, pero en mayores cantidades de cada uno Las operaciones son Las operaciones son constantes durante el esencialmente período en que se constantes produce un lote Máquinas de propósito Máquinas de propósito general con alta especial, automáticas especialización de siempre que resulte herramientas; y posible máquinas semiautomáticas Menor número de Operarios operarios de alta fundamentalmente calificación. entrenados en operar los Principalmente equipos, más que en la obreros entrenados en técnica de las trabajos específicos operaciones del proceso Altos costos de Muy altos costos de preparación; bajos preparación; muy bajos costos de fabricación. costos de fabricación. Altos costos fijos en Muy altos costos fijos en relación con bajos relación con muy bajos costos variables. costos variables

Según el grado de continuidad

Según el grado de continuidad, los procesos, atendiendo a las características de la transformación del objeto de trabajo, pueden ser: 

Continuos.

No continuos.

a) Procesos Continuos Los procesos continuos son aquellos en los cuales la transformación de la materia prima en producto terminado ocurre sin interrupciones previstas por la tecnología. 25


En estos casos la carga de materia prima y la extracción del producto terminado se realiza de forma continua o cada cierto intervalo de tiempo, sin tener que paralizar el proceso de producción. Ejemplo de este tipo de proceso lo encontramos en el de la concentración de guarapo en los evaporadores de un ingenio azucarero. b) Procesos no Continuos Los procesos no continuos son aquellos en los cuales al elaborar una unidad o determinado volumen de producción, tiene lugar una interrupción tecnológica para retirar lo producido y volver a cargar el equipo de materia prima para producir nuevamente. Como ejemplo de estos procesos se puede señalar el de la cristalización que ocurre en los tachos de un central azucarero.

1.4.2. Puesto de Trabajo. Clasificación de los Puestos de Trabajo Se entiende por Puesto de Trabajo la zona de actividad laboral de uno o varios trabajadores, equipada con los medios necesarios para el cumplimiento de las tareas asignadas. La múltiple variedad de puestos de trabajo que existen, determina la necesidad de su agrupamiento a los efectos de la organización del trabajo, atendiendo a una serie de factores y a las características específicas de la actividad que en ellos se ejecuta. Sobre la base de estas consideraciones, los puestos de trabajo se agrupan atendiendo a: 

Grado de mecanización.

Cantidad de trabajadores y su agrupación.

Número de equipos que componen el puesto.

Grado de especialización.

Grado de movilidad.

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Según el grado de mecanización Según el grado de mecanización los puestos de trabajo pueden ser: 

Manuales

Mecánico - Manuales

Mecanizados

Automatizados.

a) Manuales Los puestos Manuales son aquellos en los cuales el trabajo se realiza a mano o con ayuda de instrumentos de trabajo, donde la energía para su movimiento es aportada por el hombre. En este tipo de puesto, tanto el trabajo principal como el auxiliar y el de servicio es realizado por el hombre. Ejemplo: torcedor de tabaco, machetero. b) Mecánico - Manuales Los puestos Mecánico - Manuales son aquellos en los que el trabajo se realiza con ayuda de máquinas o mecanismos que funcionan con energía ajena al hombre, pero el peso específico de la actividad del hombre es tal, que la productividad depende solamente de él. En este tipo de puesto, parte del tiempo principal lo realiza la máquina y parte el hombre. Ejemplo: costurera. c) Mecanizados Los puestos Mecanizados son aquellos en los que el trabajo principal se realiza por la máquina dirigida por el hombre, y el trabajo auxiliar se realiza manualmente o con ayuda de mecanismos. Ejemplo: tornero, operador de combinada. d) Automatizados Los puestos Automatizados son aquellos en los que el trabajo principal está totalmente mecanizado y el trabajo auxiliar está parcial o totalmente automatizado; además, en este tipo de puesto la dirección del funcionamiento de los mecanismos se hace automáticamente. En estos casos la función del trabajador se limita al ajuste, observación y eliminación de desviaciones en los mecanismos del equipo. Ejemplo: Operador de panel de una planta eléctrica. 27


Según la cantidad de trabajadores y su agrupación Según la cantidad de trabajadores y su agrupación los puestos de trabajo pueden ser: 

Individuales

Colectivos

a) Individuales Los puestos individuales son aquellos en los que labora un solo trabajador. b) Colectivos Los puestos colectivos son aquellos en los cuales, dadas las características de división y cooperación del trabajo existente, se requiere la participación interrelacionada de más de un trabajador. Según el número de equipos que los componen Según el número de equipos que los componen los puestos pueden ser: 

De equipo único

Multiequipados.

a) De equipo único Los puestos de equipo único son aquellos en los cuales el trabajador(es) atiende un solo equipo. b) Multiequipados Los puestos multiequipados son aquellos que comprenden varios equipos, los cuales son atendidos por uno o varios trabajadores. 4.- Según el grado de especialización Según el grado de especialización los puestos de trabajo pueden ser: 

Especializados

Universales.

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a) Especializados Los puestos especializados son aquellos en los cuales el equipo, los dispositivos y/o las herramientas utilizados, debido a su diseño, solo pueden ser empleados en un tipo de trabajo; es decir, para realizar una o un grupo reducido de operaciones. Ejemplo: Máquina de hacer ojal (confecciones). b) Universales Los puestos universales son aquellos en los cuales el equipo, los dispositivos o las herramientas utilizadas pueden ser empleados en una gran variedad de trabajos u operaciones. Ejemplo: Torno universal, máquina de coser plana. Según el grado de movilidad Según el grado de movilidad, los puestos pueden ser 

Estacionarios

Móviles.

a) Estacionarios Los puestos estacionarios son aquellos en los cuales el trabajo se realiza en un área bien definida, no trasladándose el equipo ni el hombre, excepto en límites muy estrechos. Ejemplo: fresador, linotipista, etc. b) Móviles Los puestos móviles son aquellos en los que el trabajo se realiza no en un lugar fijo, sino cambiando constantemente dicho lugar, caracterizándose porque el hombre y los medios de trabajo se trasladan hacia el objeto de trabajo. Ejemplo: mecánico de reparaciones eventuales de línea.

1.4.3. La productividad La productividad del trabajo es un concepto inherente exclusivamente a la producción material, que representa la efectividad del gasto de trabajo del hombre. Solo el trabajo del hombre tiene productividad, solo el trabajo del hombre es capaz de crear valor. De ahí que sea incorrecto hablar de la productividad del equipo, de las maquinarias, de las instalaciones, etc. 29


Resumiendo, podemos definir la Productividad del Trabajo como la relación existente entre la cantidad de bienes y servicios producidos y la cantidad de trabajo invertido en su realización, es decir:

Donde: P: Productividad del Trabajo V: Volumen o Cantidad de Bienes o Servicios producidos T: Cantidad de Trabajo invertido Teniendo en cuenta los conceptos de trabajo vivo y trabajo pasado expuestos anteriormente, si en la expresión tenemos en cuenta el trabajo vivo invertido en la producción de un bien en cuestión, obtendríamos la productividad del trabajo vivo; si tenemos en cuenta el trabajo pasado o pretérito, tendríamos la productividad del trabajo pasado y si tenemos en cuenta el trabajo vivo y el trabajo pasado, tendríamos la productividad del trabajo total. El aumento de la producción de bienes y servicios se alcanza solamente a través de dos vías: por la vía extensiva, es decir, aumentando el número de trabajadores o por la vía intensiva, o lo que es lo mismo, aumentando la productividad del trabajo.

FACTORES DE INCREMENTO DE LA PRODUCTIVIDAD DEL TRABAJO Como fue expresado anteriormente, el incremento de la productividad del trabajo constituye la fuente inagotable e ilimitada para el aumento de la producción de los bienes y servicios que se requieren para satisfacer las necesidades de la población, razón por la cual el análisis de las vías para el aumento de la productividad es objetivo primordial de todas nuestras empresas Muchos son los factores que influyen en el crecimiento de la productividad del trabajo (Pozo, Kidito, & Rodríguez, 2014). Dichos factores, para su estudio se agrupan generalmente en:  Factores Técnico - Materiales  Factores Económico - Sociales 30


En cada uno de estos grupos existen factores que dependen en una magnitud mayor o menor de los recursos económicos de que se dispone, sin embargo hay otros que no requieren de grandes inversiones de recursos. De ahí que las empresas deben prestar especial atención a aquellos factores de incremento de la productividad que requieren de menores recursos materiales y financieros, con el fin de lograr incrementos importantes de la productividad sin tener que dedicar grandes recursos (Cequea Mirza, Núñez Bottini, & Rodríguez-Monroy, 2011).

1.4.4. El control de procesos El control de los procesos es un elemento importante en la gestión de procesos, que constituyen un reto a la administración y un cambio de enfoque orientado hacia la mejora continua, la gestión de la calidad total. Se definirán varios conceptos como la mejora continua, seis sigmas, potenciación de los empleados, Benchmarking y el conocimiento de las herramientas de TQM. Al respecto de la mejora continua, como elemento que desarrolla la competitividad, se plantea que: El desarrollo de programas de gestión de calidad total (TQM) requiere un proceso ininterrumpido de mejora que incluya a personas, equipos, proveedores, materiales y procedimientos. La base de la filosofía es que todos los aspectos de una operación son susceptibles de mejora. El objetivo final es la perfección absoluta, que nunca se puede conseguir, pero siempre se debe buscar. Planificar-Realizar-Comprobar-Actuar Walter Shewhart, otro pionero en el ámbito de la gestión de calidad, ideó un modelo circular conocido como PDCA (siglas en inglés de “Plan, Do, Check, Act”), como su versión de la mejora continua. Posteriormente, Deming llevó este concepto a Japón, cuando trabajó allí después de la Segunda Guerra Mundial. El ciclo PDCA viene representado en la figura 3 por un círculo, que subraya la naturaleza continua del proceso de mejora.

31


4. Actuar Implementar el plan

1. Planificar Identificar la mejora y hacer un plan

3. Comprobar ¿Está funcionando el plan?

2. Realizar Probar el plan

Figura 3. CIclo PDCA

Fuente: (Heizer & Render, 2007)

Los japoneses utilizan el término kaizen para describir este proceso incesante de mejora sin fin: el establecimiento y consecución de objetivos aún más elevados. En Estados Unidos se utilizan términos como TQM y cero defectos para describir estos esfuerzos continuos de mejora. Sea cual sea la frase o palabra que se utilice, PDCA, kaizen, TQM o cero defectos, los directores de operaciones son los principales responsables de crear una cultura de trabajo que respalde la mejora continua (Heizer & Render, 2007).

Herramientas de control de procesos Las principales herramientas de control de procesos que desarrollaremos en el curso serán:  Herramientas para generar las ideas  Hojas de control  Diagramas de dispersión  Diagrama de causa - efecto  Herramientas para organizar la información 32


 Gráfico de Pareto  Diagramas de flujo  Herramientas para la identificación de problemas  Histograma  Gráfico de control estadístico de proceso En el control estadístico utilizaremos algunas técnicas relacionadas con la estadística descriptiva y probabilística como el muestreo, la estimación, y algunas distribuciones de probabilidad (la normal).

1.5.

La previsión como estrategia de las decisiones

Son varias las razones por las que se requiere del uso de la previsión como una de las estrategias en la toma de decisiones: 

Entorno altamente incierto

La intuición no necesariamente da los mejores resultados

Mejorar la planeación

Competitividad y cambio

Pronosticar el futuro ha resultado sumamente interesante, siempre ha tenido un atractivo especial para los hombres y ha estado vinculado a su existencia, desde el uso de las bolas de cristal y la magia negra permaneciendo aún en nuestros días como una actividad cotidiana. La importancia de un buen pronóstico radica en lograr un equilibrio en el proceso que estamos analizando. Visto a manera de ejemplo, analicemos las consecuencias de un mal pronóstico y su efecto en la empresa. Supóngase una empresa empacadora de camarón que pronostica satisfacer la demanda del mercado norteamericano en 5 mil toneladas, las cuales tienen contratadas y que en su operación la dirección comercial se percata que solo puede cumplir con 4 mil toneladas. ¿Qué sucedería?

33


En primer lugar se hizo un mal pronóstico pues las ventas son inferior a la demanda.

Se colocan tensiones adicionales sobre la capacidad, al tratar de cumplir el acuerdo

Se pierde la confianza de los clientes, que se traduce en pérdida de posicionamiento

Pérdida de recursos económicos financieros por fallas

1.5.1. Horizontes temporales de la previsión Cuando analizamos los diferentes horizontes en los que podemos considerar la previsión, la enmarcamos en: Tabla 3. Características y aplicación de los diferentes horizontes de previsión

Horizonte de la previsión Previsión a corto plazo

Duración en tiempo Hasta un año, generalmente es inferior a tres meses

Aplicación

Previsión a mediano plazo

Entre 3 meses y tres años

Es útil para la planificación de las ventas, planificación de la producción y de su presupuesto, planificación de caja, así como para el análisis de diferentes planes operativos.

Previsión a largo plazo

Más de tres años

Se utilizan en la planificación de nuevos productos, gastos de capital, localización o expansión de instalaciones e investigación y desarrollo.

Se utiliza para la planificación de compras, programación de trabajos, programación de las necesidades de mano de obra, asignación de tareas y planificación de los niveles de producción.

1.5.2. Técnicas para realizar los pronósticos: Métodos cualitativos y cuantitativos. Cuando analizamos los métodos para poder realizar los pronósticos tenemos los métodos cualitativos y los métodos cuantitativos.

34


Métodos cualitativos Se realizan los pronósticos considerando las opiniones de los expertos en la materia. Entre los métodos más usados se encuentran: 

Método Delphi

Método Kendall

Estudio de Mercados

Juicio Informado

Analogía de los ciclos de vida

A continuación se detallan los procedimientos de aplicación de dos de los métodos más empleados.

Método Delphi Es propio de la administración, este método de expertos no es interactivo. Su objetivo es buscar información sobre un fenómeno o problema investigado, utilizando el criterio de varios expertos dentro o fuera de la organización. En el caso de los pronósticos se buscan las respuestas al problema de previsión que se quiere analizar. Se realizan varias consultas a los expertos, mediante rondas iterativas, utilizando un facilitador. En el mismo participan:  Grupo de análisis. Grupo de investigadores que definen y analizan el problema objeto de estudio  Facilitador. Es el que comunica al grupo de análisis con los expertos seleccionados  Son los que brindan la información requerida por el grupo de análisis su número de experto debe estar entre 9 y 25. Este método posee una expresión que permite calcular un coeficiente de concordancia Delphi para cada ítems o variable analizada. Su expresión es:

Donde: 35


CC: es el coeficiente de concordancia de cada variable Vn: Total de votos negativos de la variable Vt: Tatal de votos posibles

Pasos para la aplicación del método Delphi 

Paso 1. Conformación del Grupo de Análisis (investigadores)

Paso.2. Selección de los expertos (Entre 9 a 25).

Paso.3. Primera Ronda. Se envía a los expertos la necesidad de información requerida, puede partir de una propuesta de posibles Ítems, pero siempre se debe dejar un espacio en la planilla de trabajo para que los expertos puedan hacer nuevas propuestas.

Paso.4. El Facilitador recoge todas las propuestas y las entregas al grupo de análisis.

Paso.5. El grupo de análisis resume todas las propuestas realizadas por los expertos y procede a preparar la planilla de votación.

Paso. 6. El facilitador entrega la planilla de votación a cada experto y los mismos votan por cada ítems.

Paso 7. El facilitador recoge la planilla de votación de cada experto y la entrega al grupo de análisis, quien la analiza y calcula el coeficiente de concordancia para cada ítems, según la expresión mostrada anteriormente, decidiendo, cuáles ítems se eliminan, en función del coeficiente de concordancia acordado por el grupo de análisis, según la rigurosidad del estudio y el número de expertos.

Paso 8. Se envía a los expertos los ítems o variables que fueron aprobadas según el coeficiente de concordancia y se les pide que las ponderen por su importancia, otorgándole mayor puntuación a la variable más importante, o sea en orden decreciente.

Paso 9. El facilitador entrega la información al grupo de análisis y este calcula la media y desviación típica de cada variable para definir las más importantes, teniendo en cuenta la dispersión.

36


Las variables más importantes serán aquellas que posean una ponderación total superior o igual a la media total de todas las puntuaciones, o sea : Xi ≥ Xi

Método de los expertos con coeficiente Kendall Es una herramienta muy versátil, utilizada en campos de la ciencia cuando se quieren tomar decisiones. Este método consiste en solicitar a cada experto su criterio acerca del ordenamiento, en grado de importancia, de cada una de las características; o eventos analizados. Se debe utilizar de 7 a 15 expertos. La efectividad o validez del método se garantiza en su preparación y para ello es importante: •

Selección correcta de los expertos. Concepto de experto: Es aquella persona que mayor cantidad de información pueda aportar sobre la problemática estudiada; independientemente de su nivel: científico, cultural o jerárquico.

Concientización y comprometimiento de los expertos.

Explicación adecuada y sencilla del sistema de ponderación.

El método posee un procedimiento estadístico que permite comprobar la validez del estudio, esto se logra siempre que el coeficiente de concordancia kendall sea mayor al 50 % ó 0,5 Los términos y expresiones utilizadas son:

W

T

12 2

m2 k 3  k

 1 k m   Aij   K  j 1 i 1 

m

m

2    Ai  T 

A T

2

i

i 1

m

A

i

i 1

k

i 1

m

 A

ij

j 1 i 1

Donde: W: coeficiente de concordancia entre los expertos. m: Número de expertos

37


k: Número de eventos o problemas a ponderar Aij: Ponderación de la característica o causas i, según el experto j. T: Factor de concordancia. La aplicación del método Kendall permite identificar entre todos los factores, procesos, estrategias de la organización, cuáles son los más relevantes que son necesarios considerar, además permite realizar estimaciones de eventos sobre la base del criterio de expertos.

Métodos cuantitativos Las técnicas cuantitativas en los pronósticos pueden ser: - Estadísticas: se enfocan en patrones y en cambios en los patrones y sus perturbaciones. - Determinísticas: son de tipo causal, establecen relación entre la variable a pronosticar y otras variables. Entre los métodos cuantitativos se pueden mencionar: 

Método del último valor (Enfoque simple)

Promedio simple (Media aritmética)

Promedios móviles

Medias móviles ponderadas

Suavizamiento exponencial

Proyección de tendencia

Regresión lineal

En estos métodos se consideran cuatro componentes de las series de tiempo que son la base para la aplicación de los métodos:

38


Tabla 4. Descripción de los componentes de las series de tiempo

Componente

Descripción

Tendencia

Es el componente de largo plazo que representa el crecimiento o disminución en la serie sobre un período amplio.

Cíclico

Es la fluctuación en forma de onda alrededor de la tendencia.

Estacional

Es un patrón de cambio que se repite a sí mismo año tras año.

Aleatorio

Mide la variabilidad de las series de tiempo después de retirar los otros componentes.

A continuación se presentan las características de algunos de los métodos: 

Método del último valor

Estas técnicas suponen que los períodos recientes son los mejores para pronosticar el futuro. Es el método más sencillo es el método del último valor: Pronóstico = último valor

Promedios simples:

Se obtiene la media de todos los valores pertinentes, la cual se emplea para pronosticar el período siguiente. 

Promedios móviles:

Este método no considera la media de todos los datos, sino solo los más recientes. Se puede calcular un promedio móvil de n períodos. El promedio móvil es la media aritmética de los n períodos más recientes. 

Promedio móvil ponderado:

Se utiliza cuando existe una tendencia o patrón detectable Son menos importantes los datos antiguos, se resaltan los valores recientes

39


La elección de las ponderaciones es algo arbitrario, es necesario tener cierta experiencia para poder decidir qué ponderaciones se van a utilizar. ∑(

)( ∑(

) )

Principales dificultades de las medias móviles:  Si se aumenta el tamaño de n (el número de periodos promediados) se reflejan mejor las fluctuaciones, pero hace que el método sea menos sensible a cambios reales en los datos.  Las medias móviles no son muy buenas a la hora de captar tendencias, siempre seguirán el ritmo de niveles pasados. Es decir, se rezagan con respecto a los valores reales.  Las medias móviles requieren un gran número de datos históricos. 

Métodos de suavizamiento exponencial

Es un método sofisticado de previsión de medias móviles ponderadas. Las ponderaciones disminuyen exponencialmente. Los datos recientes reciben una mayor ponderación. Requiere de una ponderación o constante de alisado, elegida por el que hace la previsión (a). Toma valores entre 0 y 1. Se selecciona de forma subjetiva Involucra pocos registros del pasado Necesita un reducido número de datos (

)

Donde: Yt

=

nuevo pronóstico

Yt – 1

=

pronóstico previo

a

=

constante de alisado (o ponderación) (0  a  1)

At – 1

=

demanda real del período previo 40


1.6.

Herramientas gerenciales que mejoran las operaciones

1.6.1. La Moderna Gestión de Personas. Herramienta de mejora empresarial Como ya se ha ido analizando, el significado del hombre dentro de la organización ha ido evolucionando, dejando de ser simplemente un recurso para convertirse en la PERSONA que da valor y competitividad por sus conocimientos y habilidades. Dejando de ser el área de (ARH), para considerarse como el área de gestión de personas. (Bedoya, 2003), hace mención a tres aspectos fundamentales de la nueva manera de gestionar y ver a las personas dentro de la organización: 1. Las

personas

como

seres

humanos:

con

personalidad

propia,

profundamente diferentes entre sí, con una historia personal particular y diferenciada, poseedores de conocimientos, habilidades, destrezas y capacidades indispensables a la adecuada gestión de los recursos organizacionales. Personas como personas y no como meros recursos de la organización. 2. Las

personas

como

activadores

inteligentes

de

recursos

organizacionales: como elementos impulsadores de la organización y capaces de dotar de inteligencia, talento y aprendizaje indispensables a su constante renovación y competitividad en un mundo de cambios y retos. Las personas como fuente de impulso propio que dinamizan la organización y no como agentes pasivos, inertes y estáticos. 3. Las personas como socios de la organización: capaces de conducir a la excelencia y al éxito. Como socios, las personas hacen inversiones en la organización como esfuerzo, dedicación, responsabilidad, compromiso, riesgos, etc. en la expectativa de obtener retornos de estas inversiones -como salarios, incentivos financieros, desarrollo profesional, carrera, etc. Toda inversión solamente se justifica cuando trae un retorno razonable. Cuando el retorno es bueno y sustentable, la tendencia ciertamente será el mantenimiento o aumento de la inversión. De ahí, el carácter de reciprocidad en la interacción entre personas y organizaciones. Es también el carácter de actividad y autonomía y no más de pasividad e inercia de las personas.

41


Metas de la función del Capital Humano (CH) para el siglo XXI Entre las principales metas que se proponen la función del (CH) se pueden ver: 

Alta calidad / productividad / satisfacción del cliente

Relación de los recursos humanos con la estrategia de la organización.

Captar y Retener gente calificada

Conformar una fuerza de trabajo flexible

Estructurar una fuerte cultura organizacional

Alcanzar índices de satisfacción altos; y Procesos de gestión de evaluación de

desempeño en escenarios competitivos. 

Desarrollo y entrenamiento gerencial

Tener un buen lugar de trabajo

1.6.2. Estudio del trabajo para la mejora empresarial Dentro de las actividades que se llevan a cabo en el área del Capital Humano y que fueron mencionadas anteriormente se encuentra la Planeación (Chase & Aquilano, 2009) después de realizar un análisis de lo que plantean los diferentes autores concluye que es: “…un proceso sistemático, organizado, oportuno,

complejo y racional para determinar, sobre la base de los escenarios futuros y la puesta en práctica de un conjunto de técnicas, las competencias requeridas y cantidad de personal necesario, así como los medios para satisfacerla con los objetivos de contribuir al logro de la meta de la organización y asegurar el desarrollo y la motivación individual de acuerdo con la estrategia de la organización y las exigencias y particularidades de cada cargo u ocupación”. El estudio del trabajo es el registro y examen crítico sistemático de los métodos existentes para llevar a cabo un trabajo con el fin de mejorar la utilización eficaz de los recursos y establecer normas técnicamente fundamentadas y actualizadas con respecto a las actividades que se están realizando (Ormaza Murillo, Felix López, Real Pérez, & Parra Ferrié, 2015).

42


Por tanto, el estudio del trabajo tiene por objeto establecer como debe hacerse el trabajo, de la forma más sencilla y eficaz, en las condiciones existentes o en la proyección de nuevos procesos o procedimientos y fijar el tiempo norma para su realización con vistas a lograr el perfeccionamiento y racionalización de los métodos existentes o proyectados, incrementar la productividad del trabajo y la eficiencia del equipamiento, disminuir los costos y crear mejores condiciones de trabajo.

El contenido básico de trabajo del producto o de operación: es el tiempo que se invierte en fabricar un producto, prestar un servicio o realizar una operación sin pérdidas de tiempo por ningún motivo. En la práctica los tiempos reales invertidos en las operaciones son muy superiores a los teóricos debido al: contenido excesivo de trabajo, donde vienen a sumarse los elementos siguientes: 

Deficiencia y cambios frecuentes en el diseño de los productos o servicios

Desechos de materiales.

Normas incorrectas de calidad.

Mala disposición y utilización del espacio.

Inadecuada manipulación de los materiales.

Interrupciones frecuentes al pasar de la producción de un producto a otro.

Método de trabajo ineficaz.

Mala planificación de las necesidades de materias primas.

Roturas frecuentes de las máquinas y equipos.

Ausentismo y falta de puntualidad

Mala ejecución del trabajo

Es de vital importancia que las organizaciones comprendan que el estudio del trabajo solo surtirá efecto cuando haya sido aplicado integralmente y cuando todo el personal de la entidad esté convencido de que es preciso rechazar el desperdicio 43


en todas sus formas –de materiales, tiempo, esfuerzo o dotes humanas- y no aceptar sin discusión que las cosas se hagan de cierto modo “porque siempre se hicieron así”. (Real Pérez, 2007). El estudio del trabajo, comprende varias técnicas, y en especial el estudio de métodos y la medición del trabajo (estudio de tiempo). El estudio de métodos es el registro y examen crítico sistemático de los modos de realizar actividades, actividades con el fin de efectuar mejoras. La medición del trabajo o (estudio de tiempo) es la aplicación de técnicas para determinar el tiempo que invierte un trabajador calificado en llevar a cabo una tarea según una norma de rendimiento preestablecida y actualizada. Un estudio de tiempos se lleva a cabo cuando: • Se va a ejecutar una nueva operación, actividad o tarea ya estandarizada. • Se presentan quejas de los trabajadores o de sus representantes sobre el tiempo de una operación y la norma establecida. • Se encuentran demoras causadas por una operación lenta, que ocasiona retrasos en las demás operaciones. • Se pretende fijar los tiempos estándar de un sistema de incentivos. El estudio de métodos y la medición del trabajo están estrechamente vinculados. El estudio de métodos se relaciona con la reducción del contenido de trabajo de una tarea u operación, en cambio, la medición del trabajo se relaciona con la investigación de cualquier tiempo improductivo asociado con esta, y con la consecuente determinación de normas de tiempo para ejecutar la operación de una manera mejorada, tal como ha sido determinada por el estudio de métodos, con el objetivo de incrementar la productividad, tanto en procesos productivos como de servicios (Real Pérez, 2007). Etapas para realizar un estudio del trabajo según (Real Pérez, 2007). Es preciso recorrer ocho etapas fundamentales para realizar un estudio del trabajo, las mismas son: 1) Seleccionar el trabajo o proceso que se ha de estudiar.

44


Para ello tres de los factores que condicionan la elección de un proceso o actividad debe estar encaminados a: 

Consideraciones económicas:

a) Procesos claves que aseguran el cumplimiento del plan de producción o servicios asignado a la entidad. b) Cuellos de botella que están entorpeciendo el proceso de producción o servicios u operaciones que requieren mucho tiempo. 

Consideraciones técnicas o tecnológicas: es determinante para acometer el

trabajo identificar y trabajar con los que conocen el proceso. 

Consideraciones humanas:

estudiar las

actividades

que causan

la

insatisfacción de los trabajadores, las que afectan su seguridad y salud. Es determinante antes de comenzar el estudio explicar a los trabajadores la necesidad y objetivo del estudio para lograr su implicación. 2) Registrar o recolectar todos los datos relevantes acerca del proceso de producción o servicios, utilizando las técnicas más apropiadas y disponiendo los datos en forma más cómoda para analizarlos. 3) Examinar los hechos registrados con espíritu crítico, preguntándose si se justifica lo que se hace, según el propósito de la actividad; el lugar donde se lleva a cabo; el orden en que se ejecuta; quién la ejecuta, y los medios empleados para eliminar, combinar, ordenar de nuevo o simplificar dichas actividades. 4) Establecer el método perfeccionado, teniendo en cuenta todas las circunstancias y utilizando diversas técnicas de gestión así como los aportes de dirigentes, trabajadores y otros especialistas, cuyos enfoques deben analizarse y discutirse. Pudiéndose utilizar preguntas como: ¿Qué, Dónde, Cuándo, Quién y Cómo se debe hacer? Se puede tener una idea bastante atinada de las deficiencias de la operación presente y de las posibilidades de que surja un nuevo método perfeccionado. En muchos casos, sin embargo, la solución no es tan evidente y es posible que haga falta hacer investigaciones en otro lugar. Por lo tanto, no es prudente adoptar precipitadamente soluciones antes de investigar esas otras esferas conexas. 45


5) Evaluar los resultados obtenidos con el nuevo método en comparación con la cantidad de trabajo necesario y establecer un tiempo tipo. 6) Definir el nuevo método y el tiempo correspondiente, y presentar dicho método, a todos los trabajadores a quienes concierne, utilizando demostraciones. 7) Implantar el nuevo método, formando a los trabajadores que corresponda. 8) Controlar la aplicación del nuevo método siguiendo los resultados obtenidos y comparándolos con los objetivos. Las etapas 1, 2 y 3 son inevitables, ya se emplee la técnica del estudio de métodos o la medición del trabajo; la 4 forma parte del estudio de métodos corriente, mientras que la 5 exige la medición del trabajo.

1.6.3. Los regímenes de trabajo y descanso El estudio de los regímenes de trabajo y descanso es una de las variables que permite la optimización de los procesos y la toma de decisiones estratégicas relacionadas con el factor humano en las organizaciones. Ventajas del correcto diseño de los regímenes de trabajo y descanso. 1. Se logra las condiciones adecuadas de trabajo evitando así que aparezca la fatiga. 2. Evitar escaso trabajo ya sea física o mentalmente no dando lugar al sedentarismo y la desmotivación por ausencia de estímulos. 3. Lograr la combinación armónica entre el esfuerzo físico y el mental. Factores a tener en cuenta para la organización de regímenes de trabajo y descanso. 1. Naturaleza del trabajo 

Físico: existen exigencias físicas entre las cuales se encuentran las fuerzas a desarrollar por el trabajador (ej. almaceneros), la postura (ej. carpetero), el gasto energético (ej. fajines) y la carga de trabajo estático (ej. custodio).

Mental: exigencias mentales se encuentran la atención a dispositivos informativos (ej. informático), lectura e interpretación de documentos 46


(ej. auditor), realización de cálculos (ej. económico) y tareas en estado de riesgos (ej. especialistas en soluciones verticales). 2. Condiciones ambientales 

Características del microclima

Iluminación

Ruido

Vibraciones

Presencias de radiaciones ionizantes

Contaminación ambiental

Condiciones anormales de presión

3. Requerimientos tecnológicos 

Trabajo continuo: hay que valorar o decidir en que momento se le concede el descanso al trabajo, alternando con otro para evitar que se detenga el proceso productivo. Ej. producciones en cadena.

Ejemplos: Alquiler de una grúa: se planifica con el trabajador porque no se puede dejar de realizar este trabajo, ej. el traslado de un contenedor de un lugar para otro, pero resulta muy difícil poder contratar el servicio, el día que se ajuste hay que tener todo preparado incluyendo al trabajador para poder realizar este trabajo que por supuesto es necesario. Recogida de papas: movilización porque hay una situación determinada y se va a perder este alimento, por lo tanto esto no pude esperar y hay que realizar este trabajo de inmediato. 4. Requerimientos sociales Se refieren a la influencia de necesidades extra laborales de los trabajadores ej. superación cultural y técnica, atención a niños pequeños y a la familia en general. 5. Diferencias individuales Incluyen las diferencias en la capacidad de trabajo físico, sexo, edad, constitución física, grado de experiencia y entrenamiento y otras características individuales de

47


los trabajadores, que pueden determinar regímenes de trabajo y descanso diferenciados. Tipos de pausa de descanso 1. Espontánea: Son las pausas de descanso tomadas según la voluntad del trabajador, atendiendo a la apreciación de su propia fatiga o con el objetivo de evitarla. 2. Encubierta. Son las pausas consistentes en el cambio de actividad, es decir cuando el trabajador activa otras estructuras que no son las que están particularmente involucradas en la actividad. 3. Condicionadas por el trabajo Son las pausas de descanso determinadas por interferencias en los procesos de producción. 4. Pre-escritas Son las pausas de descanso establecidas por la organización. Criterios para establecer los regímenes de trabajo y descanso 1. Para trabajo físico 

Gasto energético

Cantidad de energía que demanda una tarea, teniendo en cuenta las energías que posea el individuo para realizar la tarea. 

Método de Murell

Sobrepasa la media del déficit de energía que el hombre pueda entregar. 

Método de Silvio Viña

Se basa en la forma en la cual el hombre entrega su energía de forma logarítmica. 2. Para trabajo mental 

Los indicadores de fatiga del hombre, ej. variabilidad de la frecuencia cardíaca.

Monotonía

48




Incremento del nĂşmero de errores, disminuciĂłn de la calidad del trabajo o incremento de los accidentes de trabajo.

49


CAPÍTULO 2. LA GESTIÓN DEL MANTENIMIENTO

50


El secreto del éxito en los negocios está en detectar hacia dónde va el mundo y llegar ahí primero. Bill Gates

En nuestras industrias para garantizar el buen trabajo de los equipos debemos conocer a fondo el estado técnico de las máquinas durante su explotación, así como los métodos y medios que aseguran el aprovechamiento máximo de sus capacidades de trabajo con los mínimos gastos posibles, tanto en sus roturas, como en el diagnóstico adecuado del mantenimiento de los equipos; para darle una mayor utilización, durabilidad y capacidad de trabajo del equipamiento. La explotación racional de los equipos significa trabajar sin reparaciones costosas, averías y otras interrupciones que desorganizan los servicios y la elaboración de productos, por lo que una explotación adecuada a cada máquina o equipo garantiza a las empresas la posibilidad de aumentar la producción y la productividad del trabajo. Lo cual, respaldado por buenos mantenimientos aseguran mucho más el correcto funcionamiento de los equipos durante el mayor tiempo posible y con el menor gasto por concepto de mantenimiento y consumo de energía. Por ser el mantenimiento un trabajo en el que algunos de sus resultados solo se obtienen a mediano y largo plazo, es fundamental contar con un personal responsable, suficientemente especializado y motivado, para que de esta forma los programas de revisiones y comprobaciones se lleven a cabo tal como se establece en las fichas correspondientes a cada equipo, sin necesidad de llevar a cabo una supervisión estricta. A lo largo de la historia han aparecido diferentes Sistemas de Mantenimiento, formas de gestionar los recursos, herramientas para la evaluación de la actividad, para su organización y su gestión de forma general; todo ello en su marco histórico

es impulsado por la situación socio-económica del lugar donde ha

surgido. La correcta aplicación de estos sistemas de gestión traerá consigo ahorro de portadores energéticos,

una

correcta

organización

y

planificación

de

51


recursos para el mantenimiento, y de las labores de mantenimiento; elementos que generan impactos favorables al medio ambiente.

2.1. Mantenimiento basado en eficiencia Uno de los aspectos que incide actualmente en la eficiencia de las empresas es el mantenimiento. Un inadecuado enfoque o una mala aplicación pueden resultar en fallas, averías y paradas innecesarias que afecten los resultados productivos y, en el caso más crítico, el fin de la vida útil de la instalación. Se hace necesario, en las empresas que quieran incrementar su productividad, de la implementación de una política de culturización de las actividades de mantenimiento. Con la aplicación de esta política se pueden dotar de una herramienta que le permita la adopción de un proceso de benchmarking, con la aplicación de técnicas novedosas utilizadas a nivel mundial, para producir el cambio que se necesita en la actividad de mantenimiento y la mejora gradual de los indicadores de disponibilidad, confiabilidad, mantenibilidad y seguridad a medida que se vaya implementando (Kardec & Nascif). La aparición de fallas y averías en los equipos de una instalación industrial constituye una de las principales causas de incidencia en la disminución de su eficiencia. Su ocurrencia puede provocar una disminución de la disponibilidad en el proceso de generación que a su vez trae como consecuencia pérdidas en el sistema, aumento de los costos operativos y una reducción de sus ingresos, hasta llegar incluso a originar un accidente del que se deriven daños importantes a las personas o al ambiente. En la medida que los sistemas eléctricos han venido adaptándose a los nuevos requerimientos regulatorios, el servicio de energía eléctrica se ha vuelto cada vez más exigente y competitivo. El valor de la energía eléctrica y los compromisos de disponibilidad y calidad en transmisión y distribución, son entre otros, donde se establece y refleja con mayor claridad la competitividad actualmente. La industria de generación de energía eléctrica tiene una complejidad mayor para realizar o llevar a cabo los trabajos y actividades de mantenimiento debido, básicamente, a la imposibilidad de realizar suspensiones de sus procesos, a 52


diferencia de otros tipos de servicios, con la finalidad de garantizar su continuidad. Estas deben operar los 365 días del año y las 24 horas del día en forma continua, generalmente en turnos rotativos. La aparición de fallas y averías en los equipos de su instalación constituye una de las principales causas de incremento de sus pérdidas. Su ocurrencia provoca una disminución de la disponibilidad de los procesos, que a su vez ocasiona como consecuencia pérdidas en la producción, aumento de los costos operativos y una reducción de los ingresos. Es precisamente en este ambiente, de alta competencia, que se requiere implementar estrategias de mantenimiento que garanticen una alta disponibilidad y confiabilidad de sus procesos, permitiendo con ello optimizar los costos para el logro de una buena rentabilidad y encaminando todas estas acciones al ahorro, por lo que se estará apuntando al establecimiento de la eficiencia energética soportada en una política adecuada de mantenimiento. El mantenimiento debe lograr, en todo momento, la reducción de las fallas y averías imprevistas y de los tiempos de parada del sistema, cuya ocurrencia puede provocar una disminución en la disponibilidad de generación, y con ello, no lograr cubrir la demanda en un período determinado. Se define entonces el mantenimiento como el conjunto de acciones orientadas a conservar o restablecer el sistema a su estado de normalidad que permita cumplir el servicio para el cual está diseñado.

2.2. El mantenimiento y la calidad Dado que cualquier componente de un sistema está propenso a fallar, durante su vida útil, en interacciones con otros componentes, incluyendo el humano, es necesario que en sus estudios se apliquen funciones probabilísticas para modelar su comportamiento y otros aspectos que complementan la garantía del funcionamiento del sistema, como son la Confiabilidad, Disponibilidad, Mantenibilidad, Seguridad y Calidad. A continuación se defienden estos términos y en la figura 4, se muestra su relación (Fernández, 1996). • Confiabilidad (R): intuitivamente se espera que todo componente refleje un menor número de fallas al inicio que con el correr del tiempo, pero la característica

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sobre qué tan rápido o tan lento comience a presentar sus fallas se interpreta como un atributo particular al equipo, a su tecnología o a su marca, inclusive. • Disponibilidad (D): es la probabilidad que un equipo o sistema pueda cumplir una función requerida, en las condiciones determinadas, en un instante dado t, suponiendo que el suministro de los medios externos necesarios está asegurado. Difiere del concepto de confiabilidad en el aspecto temporal, es decir, el equipo debe funcionar al momento de su necesidad. Su historia importa poco, se mide la aptitud de funcionar en un instante dado. • Mantenibilidad (M): es la probabilidad que una operación dada de mantenimiento pueda ser realizada en un intervalo de tiempo dado [t1, t2]. La confiabilidad es la tasa de falla, en cambio, la Mantenibilidad es a la tasa de reparación. • Seguridad (S): la seguridad es un compromiso, o mejor dicho, un requisito a satisfacer adicional que influye notablemente sobre la confiabilidad de las instalaciones. La Seguridad en el contexto de la confiabilidad se interpreta como la probabilidad de evitar que un suceso peligroso para las instalaciones, las personas o el ambiente se haga presente. • Calidad (Q): la confiabilidad y sus funciones conexas deben mantenerse enmarcadas dentro de un sistema de calidad, el cual permita complementar sus criterios con una cultura organizacional.

Figura 4. Términos que Enmarcan el Concepto de Calidad

Fuente: (Fernández, 1996).

54


2.3. Evolución del mantenimiento a nivel mundial En el último siglo, la actividad de mantenimiento ha ido evolucionando constantemente, en su desarrollo se distinguen cuatro (4) generaciones, como se muestra en la figura 5. El primer período, anterior a la Segunda Guerra Mundial, el mantenimiento se limitaba a la reparación que se efectuaba cuando ocurrían las fallas, las cuales eran imprevisibles y podían llegar a ser catastróficas, conocido como Mantenimiento Correctivo (CM, por sus siglas en inglés). Por evolución, buscando una mayor disponibilidad de los equipos, se pasa al concepto que las fallas deben ser evitadas y surge el mantenimiento preventivo, donde se introducen acciones previas a su ocurrencia para prevenirlas. El primero de este tipo, conocido como Matenimiento Programado (TPM, por sus siglas en inglés) se basa en programar intervenciones periódicas a tiempos fijos, en los cuales se realizan sustituciones y/o mantenimientos a equipos y componentes independientemente de su estado o condición de deterioro, con esto se logra disminuir el número de fallas a través de un estricto cumplimiento del programa establecido incrementando sus costos,"…según la Organización Forbes, uno de cada tres dólares que se gasta en mantenimiento preventivo es desperdiciado".

Figura 5. Evolución de las técnicas de Mantenimiento

Posterior a la década de los 80, buscando optimizar los costos operativos del mantenimiento preventivo e incrementar los niveles de disponibilidad de los 55


equipos, aparecen las nuevas estrategias, que se basan en tratar de predecir el momento en que ocurrirán las fallas o averías, para que previo este momento realizar las actividades necesarias para disminuir su probabilidad de ocurrencia. Dentro de este tipo de mantenimiento se desarrollan varios movimientos como son el mantenimiento basado en la condición (CBM, por sus siglas en inglés) y el centrado en la confiabilidad (RCM, por sus siglas en inglés), los cuales han tenido un desarrollo continúo hasta el momento actual. A manera de resumen en la tabla 5, se presenta una comparación de las ventajas y desventajas del empleo de los diferentes tipos de mantenimiento.

Tabla 5. Ventajas y desventajas del empleo de los diferentes tipos de mantenimiento.

56


2.4. Beneficios de la aplicación del CBM a partir del desarrollo de las técnicas de diagnóstico La aplicación del CBM presenta múltiples beneficios, dentro de sus ventajas se pueden listar: permite detectar fallas incipientes evitando la destrucción parcial o total de los equipos, disminuir el tiempo de parada por daños y el tiempo fuera de servicio, a través de una inspección periódica se puede conocer el estado del sistema permitiendo su trabajo en niveles óptimos, incrementa la confiabilidad, disminuye los costos del mantenimiento y, finalmente, a partir de una base de datos de los registros obtenidos se pueden determinar la causa raíz de los problemas para corregirlos. Este utiliza como herramienta fundamental el desarrollo y aplicación de las técnicas de diagnóstico, las cuales a partir de los parámetros de la condición de los equipos posibilitan prevenir, disminuir y evitar las fallas. Se trata de un mantenimiento profiláctico, pero que no descansa en el cumplimiento de una programación rígida de acciones como las mencionadas en el preventivo. Aquí lo que se programa y se cumple con obligación son las inspecciones, cuyo objetivo es detectar el estado técnico del sistema y la indicación sobre la conveniencia o no de realizar alguna acción correctora. Da la posibilidad de que el recurso remanente que le queda al sistema para llegar a su estado límite. Las inspecciones pueden estar programadas y ser cumplidas con cierta periodicidad (monitoreo discreto) o ejecutarse de forma constante con aparatos situados permanentemente sobre la máquina (monitoreo continuo). Este último tiene la ventaja de indicar la acción correctora lo más cercana al estado límite. Sin embargo, no siempre es posible técnica y económicamente establecer el monitoreo continuo (Portuondo & Ruiz, 2000). Los objetivos de este tipo de mantenimiento son: 1. Disminución de averías. 2. Elevar la confiabilidad y seguridad del trabajo de los equipos industriales. 3. Disminución del consumo de piezas de repuesto. 4. Evitar el desmontaje innecesario de agregados o partes del equipo; disminuyendo el factor de riesgo de error humano. 57


5. Disminución de los gastos laborales en el mantenimiento y reparación de equipos debido fundamentalmente a la disminución de las reparaciones. 6. Ahorro en tiempo en la realización de servicios técnicos, y de hecho en el tiempo de estadía para estos fines, lo que implica una mayor explotación del equipo. 7. Optimizar el ciclo de mantenimiento de los equipos. 8. Alargar la vida útil de los equipos y de los elementos que lo conforman. Este sistema es el que garantiza el mejor cumplimiento de las exigencias al Mantenimiento en los últimos años pues logra las menores estadías, la mayor calidad y eficiencia en las máquinas, garantiza la seguridad y protección del medio ambiente, reduce el tiempo de las acciones de mantenimiento al indicar las que son realmente necesarias. Como aspectos negativos se señalan: la necesidad de un personal más calificado, elevado costo de los equipos para el monitoreo. Un buen diagnóstico técnico es la base fundamental para llevar a cabo el mantenimiento predictivo. Diagnóstico técnico: es el proceso mediante el cual se determina el estado técnico de un objeto y el estado de sus variaciones por medio de los parámetros o indicadores de diagnóstico previamente establecidos. El análisis de algunas técnicas para el diagnóstico muy empleadas en los últimos tiempos (Ybañez García & Rodríguez Nogueira, 2006) se detallan a continuación: 1.- La detección de anomalías es la encargada de determinar la presencia de faltas en los componentes que integran el proceso. Se puede definir el término e falta o anomalía en un componente como el estado caracterizado por su

inesperada

incapacidad, ya sea total o parcial, para llevar a cabo la tarea que tenía encomendada. 2.- El aislamiento de anomalías, encargado de determinar el conjunto de componentes del proceso que se han visto afectados por las anomalías detectadas. El proceso industrial ha debido previamente ser descompuesto en un conjunto jerarquizado de componentes, que serán considerados como las unidades funcionales sobre las que se aplican las tareas de diagnóstico. 58


3.- La identificación de anomalías: que trata de determinar las causas concretas de las anomalías detectadas. 4.- La corrección de anomalías: que trata de corregir en la medida de lo posible las anomalías identificadas, bien mediante la reconfiguración del proceso, bien mediante la emisión de mensajes al usuario. Los métodos de detección de anomalías que es el que más interesa para el presente trabajo, pueden dividirse según sus principios de operación en cuatro

grandes categorías: el alcance de umbrales, los métodos basados en

redundancia física, los métodos basados en redundancia analítica, y los métodos basados en criterios estadísticos. A continuación se describe cada uno de ellos, según (Muñoz, 1996). • Alcance de umbrales La solución más extendida consiste simplemente en comprobar la permanencia de variables individuales dentro de unos límites preestablecidos o umbrales. En caso de sobrepaso de estos límites se activan de forma automática las alarmas correspondientes, quedando en manos del personal encargado la interpretación de las mismas. • Redundancia física Este método consiste en duplicar físicamente componentes del proceso (como por ejemplo utilizar múltiples sensores para la misma medida, preferiblemente basados en principios distintos), con el fin de poder comprobar la consistencia de los elementos redundantes, y de esta forma realizar la detección de anomalías. El elevado coste que suele acarrear la duplicación física de

componentes suele

limitar sus campos de aplicación a sistemas críticos de seguridad. • Redundancia analítica La mayor parte de los trabajos que se están llevando a cabo en estos momentos en el área de detección de anomalías están basados en el principio de redundancia analítica, y son también conocidos bajo el nombre de métodos basados en modelos. Estos algoritmos constan básicamente de dos etapas la generación de residuos, y su posterior interpretación por la lógica de detección. Los residuos son cantidades que miden la inconsistencia entre los valores actuales de las variables y sus valores 59


predichos por los modelos matemáticos de funcionamiento normal. Se calculan a partir de las variables medidas y son idealmente nulos en ausencia de anomalías. La lógica de detección es la encargada de analizar estadísticamente el grado de significación de estos residuos para decretar el estado de anomalía. Como generador de residuos suele utilizarse un modelo dinámico de funcionamiento normal que predice la evolución de una de las variables medidas (salida) en función de la evolución de otras variables medidas (entradas). El error de estimación puede entonces ser utilizado como residuo. En el caso general de procesos dinámicos no lineales pueden distinguirse básicamente dos tipos de modelos de funcionamiento normal: los modelos físicos y los modelos de caja negra. Los primeros aplican leyes físicas para ligar las variables que intervienen en el proceso. Los parámetros que intervienen en dichas ecuaciones tienen un significado físico, de tal forma que el conocimiento queda explícitamente reflejado en ellas. Sin embargo la obtención y utilización de estos modelos no siempre es posible. En primer lugar la complejidad de los procesos que hay que modelar hace que su modelado físico sea muy costoso e incluso una vez obtenido el modelo, el tiempo de cálculo necesario para su evaluación puede hacerlos inutilizables para una aplicación en tiempo real como es el diagnóstico. Por otro lado los modelos físicos requieren datos de diseño que conlleva a dos problemas. En primer lugar resulta difícil y en ocasiones imposible extraer todos los datos necesarios de la documentación de diseño. En segundo lugar la experiencia demuestra que el comportamiento real de los componentes dista mucho de lo predicho por los datos de diseño. Los modelos de caja negra están basados en criterios estadísticos capaces de modelar las relaciones existentes entre un conjunto de entradas y otro de salidas. Estas variables externas son variables físicas, pero el resto de variables y parámetros envueltos en el modelo puede no tener significado físico. Los parámetros del modelo se ajustan a partir de un conjunto de medidas reales que caracterizan el comportamiento del proceso en condiciones de normalidad. Los modelos de caja negra basados en criterios estadísticos clásicos presuponen un comportamiento lineal del proceso, y se limitan a ajustar los parámetros de modelos lineales para dar forma a la relación de entrada y salida.

60


Esta limitación plantea la necesidad de establecer una metodología clara de modelado que permita generar de forma automática una relación funcional, en general no lineal, que se adapte al conjunto de medidas representativo del comportamiento normal del proceso. El resurgimiento de las técnicas conexionistas, y en concreto el de las Redes Neuronales Artificiales (RNA) supervisadas, trajo consigo el desarrollo de nuevos aproximadores funcionales no lineales con extraordinarias capacidades de representación y adaptación. Estas nuevas herramientas han servido como base para la extensión de la teoría clásica de identificación de sistemas al campo no lineal (Delmar & Llosas, 2007). Se puede decir que las RNA se presentan como una herramienta de aproximación funcional a tener en cuenta en todo problema de identificación de sistemas con características no lineales. Estas características han multiplicado el número de aplicaciones de RNA a la detección y aislamiento de anomalías basados en modelos.

2.5. Métodos basados en criterios estadísticos Además de los métodos de detección de anomalías basados en modelos estadísticos de caja negra, existen otras filosofías de detección de anomalías, que analizan de forma estadística los datos recogidos en continuo. Entre ellas cabe destacar: • El análisis de tendencias Este método trata de detectar tendencias sistemáticas crecientes o decrecientes que alejan el comportamiento actual de determinadas variables características de su comportamiento esperado en condiciones de funcionamiento normal. • Reconocimiento de patrones Los sistemas basados en reconocimiento de patrones tratan la detección de anomalías como un problema de clasificación de los vectores de características que definen el estado y la evolución del proceso, en el espacio de posibles faltas (“situación normal/situación anómala del tipo x”). De esta forma comparan la

61


evolución presente del proceso con la evolución que típicamente muestran algunos tipos de fallos, con el objetivo de averiguar las posibles semejanzas y de ahí advertir de la posible anomalía. Estos métodos son especialmente recomendables cuando se puede construir, ya sea mediante simulación o mediante acceso a un registro histórico, un diccionario de fallos donde queden reflejados los síntomas típicos de determinados fallos. Existen varios métodos clásicos de clasificación, como el clasificador de Bayes o el de los k-ésimos vecinos más próximos, pero el método de reconocimiento de patrones que actualmente está siendo más investigado en el campo del diagnóstico es el basado en Redes Neuronales Artificiales (RNA). La mayoría de las aplicaciones de RNA al diagnóstico publicadas hasta la fecha siguen esta filosofía. Sin embargo estos métodos están dando paso a los métodos basados en modelos conexionistas de funcionamiento normal, debido fundamentalmente a la dificultad encontrada a la hora de construir el diccionario de fallos, y a los avances realizados en la identificación de sistemas no lineales (Red CYTED EFESOS, 2011).

Las redes neuronales y el mantenimiento predictivo Las redes neuronales artificiales son una representación del cerebro humano que intenta simular su proceso de aprendizaje. El término artificial indica que las redes neuronales se implementan en un ordenador capaz de realizar el gran número de operaciones que conlleva el proceso de aprendizaje. Se puede observar una red neuronal tipo perceptor multicapas en la figura 6.

62


Figura 6. Red neuronal artificial

Para el análisis del objeto de investigación se dispone de una serie de procedimientos que se pueden clasificar de la siguiente manera: (1) según el tipo de razonamiento métodos inductivos y deductivos. (2) según el alcance métodos cualitativos y cuantitativos. (3) según el objetivo métodos para identificar posibles potenciales de peligro, y métodos para evaluar potenciales de peligro. Los métodos de análisis de sistemas, muchas veces no se caracterizan indicando tan solo un atributo de cada una de las tres clases. Un procedimiento puede servirse tanto de razonamientos inductivos como deductivos, ser cualitativo y cuantitativo y utilizarse tanto para identificar potenciales de peligro como para evaluarlos. El razonamiento inductivo parte de un hecho individual para llegar a conclusiones generales. Se postula un fallo determinado dentro de un sistema y se averigua cuáles serán las consecuencias. Como ejemplo de este tipo de procedimiento se podría pensar en la determinación de los efectos del fallo de uno de los reactores de un avión que está provisto de tres de ellos.

63


La deducción, en cambio, implica el razonamiento desde lo general hacia lo específico. Este método se utiliza en el análisis de árboles de fallos, en el cual se define un suceso no deseado y se buscan las causas que conducen a él. Existe una creciente necesidad e interés en desarrollar sistemas de control que puedan operar de forma aceptable, incluso después de la aparición de un fallo, y que sean capaces de parar el proceso antes de que se originen daños irreparables en el mismo. A este tipo de sistemas de control se les denomina tolerantes a fallos. La tolerancia a fallos se entiende pues como la capacidad de un sistema de control para mantener los objetivos de control a pesar de la aparición de un fallo, admitiéndose una cierta degradación de sus prestaciones. En la bibliografía se consideran dos tipos de Control tolerante a fallos: el pasivo y el activo. El primero de ellos, utiliza la propiedad que tienen los sistemas realimentados de hacer frente a perturbaciones, cambios en la dinámica del sistema e incluso fallos en el mismo. Un cambio inesperado en el sistema crea un efecto sobre el mismo que se transmite al sistema de control que a su vez trata de compensarlo de forma más o menos rápida. En este sentido, el control tolerante pasivo consiste en un diseño robusto del sistema de control realimentado para hacerlo inmune a determinados fallos. Sin embargo, la teoría de control robusto muestra que solo existen controladores robustos para una clase reducida de cambios en la dinámica del sistema provocados por los fallos. Además, un controlador robusto funciona de forma sub óptima para la planta nominal, puesto que sus parámetros se han obtenido mediante un compromiso entre prestaciones y robustez para toda la familia de plantas considerada, incluyendo los posibles fallos. Por otro lado, el control tolerante activo consiste en el diagnóstico en línea del fallo, es decir, en determinar el componente averiado, el tipo de avería, su tamaño

64


e instante de aparición, y, a partir de dicha información, activar algún mecanismo de acomodación del mismo o de reconfiguración del control o incluso dependiendo de la gravedad, decidir la parada el sistema. Este enfoque exige disponer de un sistema de diagnóstico de fallos que, en tiempo real, pueda dar información a un sistema supervisor para que active algún mecanismo de acción correctora (Blanke, 2003).

Figura 7. Esquema de un clasificador con redes neuronales

Ejemplo de aplicación. Detección de fallas y averías en una planta de refrigeración. Los sistemas de control automático son susceptibles a los fallos, por ello existe una creciente necesidad e interés en desarrollar sistemas que puedan operar de forma aceptable, incluso después de la aparición de un fallo, y que sean capaces de parar el proceso antes de que se produzca el daño en dimensiones catastróficas. El proceso que se sigue es: Sistemas de detección de fallos, Aislamiento del fallo y Empleo de las redes neuronales. Sistema de detección de fallo consta de cuatro (4) fases: 1. Generación de residuos. 2. Evaluación de residuos. 3. Sistema de decisión. 4. Aislamiento de fallo. 65


Cada una de estas fases se dedica a actividades puntuales de forma tal que posibilite obtener el mejor diseño posible, es así que: 1. Se genera la discrepancia entre el sistema real y un modelo sin fallo del mismo. 2. Se evalúa si esta discrepancia o residuo generado es significativo respecto a un umbral. 3. Es donde se debe decidir cuando existe o no un fallo. 4. Donde deberá disponerse de algún mecanismo que nos indique la localización del fallo físico A partir de una secuencia de entradas U y salidas Y, obtenidas de los sensores instalados en el proceso a monitorear, se trata de verificar la consistencia con el comportamiento modelado. () () Donde X Є Rnx, U ЄRnu y Y Є Rny son los vectores de estado, entrada y salida de dimensión nx, nu y ny, respectivamente; g y h son las funciones de espacio de estado y medida respectivamente; ө este es el vector de parámetros de dimensión (P). La detección de una inconsistencia es indicativa en la presencia de un fallo, como se muestra en la Figura 8.

66


Figura 8. Esquema general de un sistema de detección y aislamiento de fallo (FDI)

Se hace necesario entonces la utilización de un modelo de red neuronal para detectar el error o falla cometido en algún parámetro de la línea y a través de un sistema de decisión enviar una señal de diagnóstico ya sea a un computador o a una protección encargada de resolver la situación. Para esta tarea se utiliza un esquema que responda ante varias señales de entrada provenientes de la red.

Figura 9. Esquema del sistema de detección de fallos a partir de los residuos.

Esta red neuronal será la encargada de obtener, en funcionamiento normal, un vector de salida calculado, denominado ŷ[k] que está en función de las entradas x[k] y de los pesos w. Este vector contendrá los errores que se presentan en los parámetros en su funcionamiento normal, que serán comparados con el vector de salida y[k] proveniente del sistema de adquisición de datos. Este proceso recibe el 67


nombre de Generación de Residuos, representado por el vector e[k] denominado Residuo. Después de generar el residuo, se debe utilizar un mecanismo de decisión para determinar la ocurrencia y localización del fallo. Tradicionalmente, el módulo de decisión se ha implementado mediante lógica de umbrales utilizando umbrales fijos o adaptativos o variables o métodos basados en tests estadísticos. La principal tarea del módulo de decisión es clasificar los residuos en un número de patrones distinguibles correspondientes a diferentes situaciones de fallo. Así, el módulo de decisión puede basarse en el principio de reconocimiento de patrones. El reconocimiento de patrones implica ciertas acciones iniciales basadas en la observación de los datos de entrada. A la entrada que representa un patrón se le conoce como vector de medida o el vector característico. La función obtenida mediante un sistema de reconocimiento de patrones es el encuadre del vector característico de entrada en una de las varias clases de decisión. En diagnóstico de fallos, esta clases de decisión son los diferentes tipos (o localización) de fallos que ocurren en el sistema. Una de las ventajas de las redes neuronales es su capacidad para particionar el espacio de patrones para problemas de clasificación. Así, se puede utilizar una red neuronal como clasificador (o reconocedor de patrones) para particionar patrones de residuo y activar señales de alarma. Puede por lo tanto detectar y aislar fallos. En el entrenamiento de redes neuronales para clasificar fallos se utilizan valores de 0.1 a 0.9 en los nodos de salida para indicar la ausencia y presencia de fallo respectivamente. En la aplicación a diagnóstico de fallos, valores superiores a 0.5 en los nodos de salida indican un fallo. Si se conocen los patrones de fallo que ocurren ante fallos específicos, esta información podría almacenarse en la red neuronal eligiendo su conjunto de entrenamiento en concordancia con los fallos conocidos. Este enfoque presenta un número de pasos que conforman el procedimiento a seguir para su utilización.

68


Procedimiento: Paso 1: Diseño de la representación E/S. - Selección de las variables de salida que han de ser estimadas. - Selección de las variables de entrada: identificación de sistemas. Paso 2: Preparación de un conjunto de datos y generación de los conjuntos de entrenamiento y test. 

Solo han de considerarse situaciones de funcionamiento normal.

Este enfoque no requiere conocimiento del comportamiento de los componentes en estado de anomalía.

Paso 3: Aprendizaje. - Ajuste de los modelos de funcionamiento normal (estructura y parámetros). - Descripción estadística de los residuos en condiciones de funcionamiento normal. Paso 4: Validación. - El sistema se valida bajo condiciones de funcionamiento normal y anómalo para evaluar su sensibilidad. Entradas (P) 1

Presión de descarga del sistema

2

Presión de condensación

3

Temperatura Ebullición del NH3

4

Tempera Ambiente

5

Presión de succión del sistema

6

Compresores trabajando

7

Bomba de NH3 trabajando

Salidas (T) 1

Presión de Descarga Compresores 69


2

Presión en el Recibidor de Alta Presión

3

Presión de Aceite Antes del filtro

4

Presión de Aceite Después del filtro

5

Corriente Motor del Compresor

6

Temperatura de Descarga

7

Presión de Succión

8

Temperatura de Succión

9

Temperatura de aceite

10

Temperatura de Condensación

11

Corriente bomba de NH3

Se conforma entonces la matriz de la firma de fallos de la siguiente forma: RESIDUOS ARR1 Presión de Descarga Compresores ARR2 Presión en el Recibidor de Alta Presión ARR3 Presión de Aceite Antes del filtro ARR4 Presión de Aceite Después del filtro ARR5 Corriente Motor del Compresor ARR6 Temperatura de Descarga ARR7 Presión de Succión ARR8 Temperatura de Succión ARR9 Temperatura de aceite ARR10

Temperatura de Condensación

ARR11

Corriente bomba de NH3

70


FALLOS EN EL PROCESO C1

Deficiente trabajo del Condensador Evaporativo

C2

Irregular flujo de aceite por ineficiencia de la bomba de aceite del

compresor C3

Baja eficiencia en el trabajo del Compresor

C4

Irregular funcionamiento de la Bomba de NH3

C5

Inapropiado Nivel de líquido en el Recibidor de Drenaje

C6

Inapropiado Nivel de líquido en el Recibidor de Baja Presión

C7

Incorrecto trabajo del Motor del Compresor

C8

Ineficiencia en el funcionamiento de la Torre de Enfriamiento

C9

Presencia de Vapor de NH3 en el Recibidor de Baja Presión

C10

Defectuoso el trabajo de la Solenoide para el paso del NH3 al Recibidor de

B.P. La matriz de la firma de fallos, para poder aislar en el lugar del proceso que está ocurriendo: C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

ARR1 1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

ARR2 1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

ARR3 0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

ARR4 0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

ARR5 1

0

0

0

0

0

1

0

0

0

ARR6 0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

ARR7 0

0

1

0

1

1

0

0

0

1

ARR8 0

0

0

0

1

1

0

0

1

0

ARR9 0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

ARR10

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

71


ARR11

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

La pantalla del HMI (comunicación hombre-máquina) del software elaborado en (Gago & Llosas) se muestra a continuación:

Figura 10. Salida del software. Fuente: (Gago & Llosas)

Efectuándose un diagnóstico con el empleo de las redes neuronales, que permite establecer el tipo de mantenimiento que debe emplearse en este caso.

2.6. BENEFICIOS DE LA APLICACIÓN DEL RCM La confiabilidad o fiabilidad es un concepto cuyo origen se da bajo el idioma inglés con la palabra “reliability”, la cual deriva de “reliable”, término que se conoce al español como: “algo digno de confianza y/o seguro”. La confiabilidad implica analizar la probabilidad que un elemento o sistema NO falle bajo ciertas condiciones de operación y durante su vida útil. Este término se comienza a 72


utilizar en los años 50, por la ingeniería aeroespacial, durante la Segunda Guerra Mundial, época en la cual las demandas de bienes y servicios exigían elevados niveles de productividad y calidad. En tiempos anteriores a este período, los sistemas eran poco mecanizados, los niveles de productividad establecidos toleraban y hasta planificaban que un determinado componente de un sistema fallaría en algún momento, lo cual se interpretaba como hecho natural de los equipos. Esta cultura organizacional permite explicar y/o justificar, con relativa facilidad, los efectos de cualquier falla sobre los activos empresariales, la producción, el ambiente y las personas inclusive. El incremento económico con exigencias de productividad en las sociedades industrializadas, desde la postguerra hasta la década de los años 60, impulsa la incorporación de componentes electrónicos en sistemas de medición y control, desarrollando niveles de automatismo que incrementaron progresivamente la eficiencia, reduciendo el número de paradas por fallas. A partir de esta década, en todos los sectores industriales se inicia una competencia reñida por lograr los primeros puestos en calidad, productividad, rentabilidad y cobertura del mercado mundial. La electricidad comienza a distribuirse desde el siglo XIX, soportando el progreso tecnológico desde entonces hasta el presente. Hoy el servicio de electricidad ostenta un lugar especial en la sociedad, resultando imprescindible en la mayoría de las actividades humanas. El desarrollo de la informática como infraestructura en cajeros automáticos, aeropuertos, control de tráfico aéreo o terrestre, control de edificios, procesos industriales, centros hospitalarios, centros de cómputos, sistemas de comunicaciones, operaciones bursátiles, entretenimiento y otras actividades, justifican las razones por las cuales cada día se exige mayor confiabilidad en este servicio. Un caso de confiabilidad en los sistemas eléctricos digno de estudiar, a manera de ejemplo, es el acontecido en 1965, donde se produjo un apagón en la ciudad de Nueva York y la mayoría del sistema eléctrico nororiental de los Estados Unidos de América. Este hecho se mantiene como la interrupción eléctrica que ha afectado al mayor número de personas por el tiempo más prolongado. Aparentemente la causa de este fue que el sistema de potencia eléctrico era una máquina única que se 73


extendía sobre una gran área geográfica y que la coordinación de su diseño y operación era defectuosa. A raíz de este suceso, el Gobierno de los Estados Unidos conforma la Comisión Federal de Potencia (Federal Power Commission) para investigar y prevenir futuros apagones. De igual forma, se establece una organización que da control sobre la forma como operaban y planeaban sus sistemas las compañías individualmente, debido a que ello afecta la confiabilidad de otros sistemas; tal es el caso del “Consejo Norteamericano de Confiabilidad Eléctrica” (Norteamerican Electrical Reliability Council NERC, por sus siglas en inglés). Su objetivo era ofrecer mecanismos voluntarios para monitorear las compañías eléctricas de todo tipo y asegurar razonables criterios de planeación y operación. Es de resaltar que en este país las actividades eléctricas se realizan en forma pluralista, a diferencia del caso venezolano donde existen compañías únicas por actividad y región. En la década de los años 90 en los Estados Unidos de América, corporaciones proveedoras de electricidad e importantes organizaciones internacionales ligadas a los sistemas eléctricos oficializaron los índices de confiabilidad para la distribución del servicio de electricidad. Algunos de estos índices se determinan en función del número de clientes abonados a la red de distribución para un período de un año. Otros desean abarcar más que este número y miden el número de usuarios afectados en función de la potencia interrumpida o la energía dejada de servir. El RCM introduce una tecnología novedosa para predecir el momento oportuno de realizar el mantenimiento. A diferencia del TPM sus costos de implementación son menores, ya que este considera el momento de aplicarlo en función de su comportamiento de fallas ocurridos durante su vida útil y su envejecimiento, este último es incluido en función de la curva de la bañera. La curva de la bañera establece que todo equipo o sistema pasa por tres (3) etapas durante su vida útil. La primera, conocida como la etapa de mortalidad infantil, establece que las fallas pueden ocurrir a causa de errores en el diseño o la fabricación, siendo uno de los ejemplo más claros los equipos con componentes electrónicos. La segunda etapa conocida como período de vida útil se encuentra caracterizada básicamente por fallas al azar. Y, finalmente, el tercero o envejecimiento, son causa del desgate,

74


ejemplo de ellos las partes mecánicas de los equipos. En la figura 11 se muestran dos (2) tipos de curvas de la bañera que ejemplifican los equipos de tipo electrónico y mecánico.

Figura 11. Tipos de curvas para diferentes procesos

El RCM se basa en el análisis estadístico de las fallas en función de las variables que se muestran en la Figura 12.

Figura 12. Análisis estadístico de las fallas

2.7. Actividades de un Análisis de Fallas El análisis técnico considera la importancia que sobre el sistema tiene las fallas ocurridas. En este sentido se han establecido indicadores en función, por ejemplo, de esta importancia, para categorizar las actividades de mantenimiento. En la Tabla 2.2 se muestra, para dos (2) sistemas de distribución de hasta 34,5 kV el 75


índice de importancia establecido por componente del sistema analizados con las estadísticas de fallas de dos (2) empresas eléctricas diferentes, desde el período el 2006 al 2008. Estos sistemas coinciden en su tiempo de operación, superior a los 30 años y de características de las zonas geográficas. Para el mismo se analizaron las probabilidades de ocurrencia de 925 fallas, caracterizando su Distribución Weibull con el programa software Reliasoft Weibull ++ 7 ®. Según se muestra en la tabla 6, en orden de prioridades, se recomienda establecer planes de mantenimiento en el conductor y sus conectores, en los tres (3) casos en estudio. Como aporte de este método, sirve adicionalmente para definir los presupuestos establecidos para la compra, el reemplazo de equipos y de su mantenimiento. El RCM también tiene aplicaciones para definir las políticas de mantenimiento. Tabla 6. Determinación del índice de importancia

2.8. La aplicación de la ingeniería de mantenimiento Un paso superior en la gestión del mantenimiento representa la introducción de la Ingeniería del Mantenimiento, lo cual significa un cambio cultural. Su objetivo es 76


dejar de reparar continuamente para buscar las causas básicas que ocasionan las roturas y desperfectos, modificar situaciones permanentes de mal desempeño, mejorar las normativas existentes, aplicar benchmarks y las técnicas modernas con el objetivo de la mejora continua en el comportamiento de los equipos e instalaciones. Índice de importancia de elementos de líneas aéreas de distribución de hasta 34,5 kV. Para el desarrollo es necesario crear en cada organización un grupo a tal fin. Las funciones y responsabilidades de un grupo de Ingeniería de Mantenimiento deben ser diseñadas para desarrollar el empleo del mantenimiento proactivo. La Ingeniería de la Confiabilidad es el rol primario de este grupo. Encontrar las razones por las cuales se producen las fallas de los equipos es una de sus responsabilidades. En sus funciones debe incluir la evaluación de la efectividad de los trabajos de mantenimiento preventivo, el desarrollo de procedimientos y técnicas para la ejecución de los mismos, la ejecución del mantenimiento basado en la condición en los equipos que se seleccionen y la realización de las investigaciones de análisis de causa raíz de las fallas. Es indudable que en la medida que se introducen técnicas más avanzadas de mantenimientos se obtendrán mejores resultados, el paso del correctivo no planificado al preventivo representa una mejora, pero discreta. Sin embargo cuando se cambia de preventivo para proactivo, ocurre un salto positivo en los resultados y un salto más significativo ocurre cuando se adopta la Ingeniería de Mantenimiento. Para reafirmar estos resultados nos podemos remitir a una comparación de los costos en función de los tipos de mantenimiento, la cual se puede observar en la tabla 2.3 la mejora en los resultados dependen del tipo de mantenimiento aplicado, el costo del correctivo no planificado es cerca de vez y media el costo del preventivo y el doble del CBM. Comparación de los costos de mantenimiento, puede verse en la tabla 7.

77


Tabla 7. Costo de los mantenimientos

2.9. El empleo de la informatización en el mantenimiento moderno El desarrollo acelerado de la informática hace necesario el empleo de la informatización como una herramienta clave para obtener mejores resultados en la actividad de operación y mantenimiento de cualquier instalación. Este proceso de informatización tiene como ventaja que permite: • El control del estado o condición de los equipos, sistemas o procesos. • El control de los períodos de muestreo de todas las mediciones. • La obtención de datos en tiempo real. • Realizar análisis de diagnóstico de forma instantánea. • Completar los históricos. Un esquema moderno de un Sistema de Información Automatizado se muestra en la figura 13, en la cual se puede observar que las bases de datos son el centro del sistema y las mismas se nutre de los mismos y de los resultados de los análisis del proceso y del mantenimiento, sin su empleo sería imposible concebir el desarrollo de los sistemas de mantenimiento y diagnóstico actuales. Debido a la cantidad de información que se necesita tener organizada y actualizada para llevar a cabo una buena gestión de la empresa, resulta necesario auxiliarse de un sistema computarizado que permita documentarla y mantenerla accesible. Estos sistemas se desarrollaron en el mundo en dos (2) líneas: • En función de los activos de las empresas que dieron origen a los sistemas CM • En función de los recursos de la empresa, que dieron origen a los sistemas MRP y ERP.

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Figura 13. Sistemas informativo automatizado de un proceso

Cada una de las líneas dan origen a sistemas que han evolucionado en el tiempo he incorporando mejoras necesarias acorde al empleo de los mismos. Los Sistemas EAM son sistemas computarizados de gestión total de la empresa al nivel corporativo con la finalidad de programar el mantenimiento de forma tal de mantener operando la empresa. Los Sistemas ERP son sistemas computarizados dirigidos a la “planificación de los recursos materiales y humanos” basados en los requerimientos de la producción. Tienen como deficiencia que no tienen un enfoque hacia el mantenimiento. Actualmente se ha ido a una evolución superior y la integración de las dos direcciones en una sola y surge el ERP II, como sistema superior de dirección del mantenimiento. Los Sistemas ERP II o “Sistemas más modernos del Gestión del Mantenimiento” son sistemas que representan un paso superior del ERP, ya que contemplan una gestión avanzada de mantenimiento (los EAM), monitoreo de condiciones avanzadas (CBM y Diagnóstico), un enfoque hacia al RCM, una arquitectura abierta y una funcionalidad máxima para poder interactuar con los mercados de Internet.

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2.9.1. Gestión moderna del mantenimiento El mundo del mantenimiento es cambiante, como resultado de nuevas expectativas, patrones de fallas de equipo y de las técnicas. Los avances en la ciencia y la técnica y el acelerado desarrollo industrial han generado nuevos requerimientos, que siente la necesidad de cambiar las estrategias o enfoques de la función mantenimiento. En los últimos 20 años el mantenimiento ha pasado por más cambios que cualquier otra actividad. Estos requieren nuevas actitudes y habilidades del personal de mantenimiento. La dirección moderna requiere un cambio profundo de mentalidad y de postura para poder asimilar los cambios, en lugar de "cambio de cultura" se requiere la aplicación de una "cultura de cambios", capaz de asumir los mismos. Para ello muchas empresas adoptan la estrategia de implementación de un proceso de benchmarking. Este puede ser definido como el proceso de identificación, conocimiento y adaptación de prácticas y procesos excelentes de organizaciones de cualquier lugar del mundo para ayudar a una organización a mejorar su desempeño. El benchmarking es un proceso que tiene como objetivo conocer: • La situación actual de la organización. • Las mejores marcas o benchmarks (indicadores de desempeño). • Las líneas estratégicas o las "mejores prácticas". El benchmarking se soporta en un conjunto de líneas estratégicas o mejores prácticas de las empresas líderes que han obtenido buenos resultados con su aplicación. De este conjunto cada empresa selecciona las que se van a implementar en la misma. En la actualidad existen muchas técnicas o “Herramientas” a aplicar. El conjunto de las cuales podemos considerarlo como la “Valija de Herramientas” del gerente moderno. Entre ellas se destacan las siguientes: • Sistemas de GMAO (Gestión de Mantenimiento asistido por Computadora). • CBM: Mantenimiento Basado en la Condición. • ACR: Análisis de Causa Raíz. • OIM: Optimización Integral de Mantenimiento. 80


• TQM: Gestión Total de la Calidad. • TPM: Mantenimiento Productivo Total. • Método KAIZEN. • RCM: Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad. • Gestión y Evaluación de Riesgos. • FMEA: Análisis de Modos de Falla y sus Efectos. • RCS: Repuestos Centrados en la Confiabilidad. • Gestión por Indicadores. • Sistemas Expertos. • Programa de las 5S. • Tercerización. El dilema de hoy para cualquier gerente o directivo de empresa es elegir que “Herramientas” son adecuadas para su aplicación a la organización que dirige en función de su contexto. Para ello se hace necesario contar con una metodología que le permita ir dando los pasos adecuados para poder implementar una política de culturización en su empresa que realmente lo lleve a la implementación de un proceso de mejora continua y actualización constante. Actualmente se aplican técnicas de mantenimiento de avanzada, con filosofías de punta logrando romper los paradigmas tradicionales en todo su contexto. El mantenimiento debe en todo momento lograr la reducción de las averías imprevistas y de los tiempos de reparación, propiciar la prolongación de la vida útil de los componentes y/o equipos obteniendo los efectos del ahorro de recursos y con ellos, reducir los costos de mantenimiento de las instalaciones contribuyendo a mejorar la calidad de los productos y servicios.

2.9.2. Sistema de gestión de mantenimiento productivo integral Al Sistema de Gestión se le ha denominado Mantenimiento Productivo Integral. Para el diseño de este sistema de mantenimiento se ha trabajado en tres niveles fundamentales: 81


• Alta dirección. • Dirección de mantenimiento. • Sistema Físico. Alta Dirección. En él se establecen las estrategias y políticas básicas de la Empresa en función de las oportunidades del mercado sin olvidar la vocación y la competencia. Las decisiones estratégicas elaboradas en este nivel son a plazo medio-largo. Apuntando hacia el Subsistema de Mantenimiento se hallan algunas de esas Decisiones Corporativas, influenciadas por la comprensión de la importancia del Mantenimiento y las tecnologías disponibles. Los planes de Mantenimiento a largo plazo se establecen, a partir de la estimación de las necesidades y oportunidades del producto, en función de la evolución del entorno, de la vocación de la organización, de los productos-mercados fijados como objetivos en la Política Comercial, del Presupuesto otorgado y de la disponibilidad de tiempo y medios para realizar el mantenimiento. Un buen plan de mantenimiento empieza por conocer qué instalaciones y máquinas son clave para el objetivo de la organización. Luego hay que conocer el estado de dichas instalaciones, a continuación se diseña el plan, adaptando el Departamento de Mantenimiento a esta táctica. La táctica precede a la estrategia. Todo esto es consecuencia de las directrices marcadas por la dirección de la empresa. Es la alta esfera directiva quien debe transmitir esta necesidad, dando los medios adecuados para que el personal participe en la implantación de la misma. La competitividad de la empresa en términos de mantenimiento se traduce en reducir gastos, a la vez que se aumenta la disponibilidad de los equipos y su vida útil. Dirección de Mantenimiento. En este nivel se encuentran las decisiones relacionadas con el funcionamiento y control del sistema. Se planifican las operaciones, se elaboran los Planes de Mantenimiento, es necesario, en primer lugar, definir las políticas de

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Mantenimiento a seguir con el equipamiento, para ello el Mantenimiento Productivo Integral, utiliza el Sistema de Mantenimiento Alterno. Sistema de Mantenimiento Alterno. Este sistema trata de materializar todas las ventajas de los sistemas de mantenimiento correctivo, preventivo y predictivo para eliminar en lo posible sus desventajas, aumentando la efectividad del mantenimiento, el sistema alterno es uno de los métodos de mantenimiento más complejos y dinámicos, ya que es el que más características del equipo comprende. Este sistema se basa en el grado particular de importancia que posee cada máquina en la instalación donde se explota, y por ello los equipos se pueden clasificar a través del Método de Diferenciación en: 1.

Principales o fundamentales: son los equipos que requieren de una atención

esmerada por ser máquinas complejas y de alto consumo de energía, y cuya interrupción puede causar serios problemas en el funcionamiento o servicio de la instalación. Generalmente coinciden en que son los equipos más costosos. 2. Secundarios o convencionales: son los equipos que poseen un menor grado de importancia con respecto a los principales, sirven de respaldo a los servicios o la producción, y no influyen directamente en estos si sufren alguna rotura o interrupción, pero que si esta se repite con frecuencia, o sale de servicio mucho tiempo producto de la avería, puede repercutir en las ofertas, la producción, o afecta directa o indirectamente a los huéspedes. Económicamente le sigue en costos de inversión y funcionamiento a los equipos fundamentales. 3.

Auxiliares: son los equipos de menor grado de importancia, menor índice de

roturas, además su rotura no provoca problemas graves al servicio, y, solo a veces, ligeras molestias a los huéspedes. Son los equipos menos costosos, sus averías son fáciles de resolver. En ocasiones se hace más factible sustituirlas por un elemento o equipo nuevo, que repararlas. Atendiendo a las clasificaciones de los equipos para la selección del sistema alterno de mantenimiento existen diferentes métodos, entre ellos tenemos: a) Método según las características del equipo. b) Método de diferenciación de las máquinas. 83


c) Método productivo total, a partir del principio de Paretto. d) Método del modelo de decisión. Sistema Físico. En el nivel más bajo del esquema se encuentran las operaciones, el funcionamiento día a día, la transformación de las entradas en salidas, acompañado de las decisiones de control. Es aquí donde los recursos humanos, materiales y energéticos se emplean para ejecutar las acciones encaminadas a mantener los equipos e instalaciones disponibles para su uso. Como consecuencia de estas actividades se obtienen los llamados desperdicios que van a parar al ambiente; es aquí donde el mantenimiento juega un papel fundamental en la repercusión positiva sobre el medio ambiente; es donde el hombre, materiales, la disponibilidad en los servicios y el uso racional de la energía permitirán lograr un mantenimiento sostenible.

Consideraciones finales Se impone a partir del entorno empresarial actual obligando a las organizaciones a ser cada vez más flexibles para mantenerse o sobrevivir en el mercado. Una de las formas de lograr esta flexibilidad dentro de un ambiente competitivo es desarrollando y aplicando una metodología de mantenimiento que garantice que el equipamiento productivo de la empresa se encuentre en condiciones de desempeñar las funciones deseadas con los estándares de calidad exigidos en su contexto operacional presente. El RCM es una estrategia/proceso utilizado para determinar los requerimientos de mantenimiento de cualquier activo físico que asegure el desempeño de sus funciones normales en su contexto operacional real. Una planta de forma general siempre buscará la manera de operar de la forma más segura y eficiente posible. Para ello debe seguir los siguientes objetivos específicos: Mejorar la disponibilidad de la planta, Reducir los costos de mantenimiento, Protección de los activos, Reducir los mantenimientos de emergencia, Reducir las

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reparaciones mayores y Mejorar el control de los inventarios de repuestos y partes. Toda falla que tenga consecuencias y efectos sobre: la seguridad, la salud y el medio ambiente o sobre el comportamiento funcional de una planta industrial donde se vea afectada la producción, debe ser prevenida en la medida de lo posible. La ocurrencia de fallas en equipos críticos asociados a los sistemas auxiliares de las unidades de generación tiene una consecuencia directa en la parada de las unidades y por ende en la no producción de energía eléctrica. Las tareas de sustitución y reacondicionamiento cíclico en los equipos que conforman los sistemas auxiliares críticos constituyen una estrategia de mantenimiento preventivo que apoya la obtención de mejores indicadores de disponibilidad y de paradas forzadas. El objetivo fundamental es lograr que estos equipos de los sistemas auxiliares críticos funcionen adecuadamente durante un período de tiempo hasta su intervención en el próximo mantenimiento mayor. La planificación de partes y repuestos a sustituir en los equipos asociados a los sistemas auxiliares críticos se puede hacer cada tres a cuatro años, evitando así incrementar el inventario en el almacén al mantener en stock estos repuestos. En otras palabras las partes y repuestos se compran cuando se van a utilizar realmente, evitando así un manejo ineficiente de los recursos económicos disponibles. La mano de obra necesaria para acometer los trabajos de sustitución y reacondicionamiento cíclico en los equipos asociados a los sistemas auxiliares críticos se contrata eventualmente cada vez que se hace un mantenimiento mayor en las unidades de generación evitando así mantener una nómina innecesaria al optimizar el uso del recurso humano especializado.

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Datos de los autores

Argelio Antonio Hidalgo Avila, MsC. Lic. Máster en Dirección de Empresas. Licenciado en Economía. Especialista en: Administración de Empresas. Investigación de

Operaciones.

Experto

en

Estrategias

de

Ventas,

Comercialización de Seguros y Marketing Digital. Consultor y experto en Análisis e Impacto Económico de los Accidentes. Docente de la Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí (ULEAM). Extensión Bahía de Caráquez. Ecuador. hidalgoppn@gmail.com

Grether Lucia Real Pérez, PhD. MsC. Ing. Doctora en Ciencias Técnicas. Máster en Administración de Empresas. Ingeniera Industrial. Especialista en Ergonomía y Seguridad Industrial. Becaria MAPFRE España. Especialista en: Seguridad

Industrial,

Ambiente,

Procesos,

Operaciones,

Estadística. Experta y consultora en diagnóstico ergonómico, psicosocial y seguridad industrial. Docente de la Escuela de Ingeniería en Acuicultura y Pesca. Universidad Técnica de Manabí (UTM). Ecuador. gretherreal@gmail.com

Yolanda Eugenia Llosas Albuerne, PhD. MsC. Ing. PhD en Ciencias Técnicas, Ingeniera Eléctrica en Control Automático. Especialista en: Control Automático, Control de Procesos, Mantenimiento y Operaciones. Experta en la Gestión Moderna del Mantenimiento, Redes Neuronales y Mantenimiento Predictivo. Consultora en la aplicación del Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (RCM). Docente de la Universidad Técnica de Manabí (UTM). Ecuador. yllosas@gmail.com

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Administracion de operaciones y mantenimiento  

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